Selección correcta de termopares y razones para errores de medición

Los termopares, como uno de los sensores importantes en la medición de la temperatura en el campo del control de la automatización industrial, han hecho grandes contribuciones a la medición de la temperatura en diversas industrias. Se usa ampliamente en el campo del control de temperatura automatizada en varias industrias debido a su estructura simple, medición de temperatura precisa, amplio rango de medición y fácil mantenimiento. Sin embargo, se debe precisamente a que el termopar tiene una estructura simple y es fácil de instalar y usar que la selección de parámetros clave, como el número de indexación y la profundidad de inserción, a menudo se pasa por alto durante el proceso de selección, lo que resulta en errores de medición e incluso daños al termopar durante el uso. Además, los errores de medición causados ​​por una serie de problemas, como la compensación de temperatura, el tiempo de respuesta térmica, la impedancia térmica y la degradación del termopar durante el proceso de medición, también han traído problemas considerables e incluso pérdidas económicas graves para los usuarios reales. Antes del creciente énfasis en la seguridad de los instrumentos, la precisión de la medición, la vida útil y la estabilidad en el control moderno de la automatización industrial, una gran cantidad de investigadores e ingenieros de instrumentación térmica han realizado una amplia investigación sobre la precisión de la medición de la temperatura, la adaptabilidad y la estructura de medición de temperatura de los termococes. Sobre esta base, a partir de la selección y la aplicación práctica de termopares, este artículo analiza y elabora sobre cómo elegir la adaptabilidad de diferentes marcas de escala y rangos de medición de temperatura de termopares, la selección de posiciones de punto de medición de temperatura y cómo seleccionar correctamente la profundidad de inserción de las termocouples. Al mismo tiempo, se realizó un análisis sobre los errores de medición causados ​​por la compensación de temperatura, el tiempo de respuesta térmica, la impedancia térmica y la degradación del termopar durante el uso de termopares y se proporcionaron soluciones. Espero que pueda ser útil para la medición de temperatura correcta y la medición de temperatura a largo plazo de los termopares.
1. Selección de termopares
Los termopares se usan ampliamente debido a su operación simple, pero en el proceso de selección inicial, a menudo se presta más atención a los parámetros relacionados con la instalación y la seguridad del termopar, como la interfaz de instalación y el nivel de resistencia a la presión del material de manga. Sin embargo, la adaptabilidad, el rango de medición de temperatura y la profundidad de inserción de los termopares pueden ignorarse fácilmente, lo que afecta los resultados de la medición de temperatura.
1.1 Selección del número de índice de termopar
La selección del número de indexación de termopar generalmente se determina en función de la temperatura de trabajo del medio medido. En general, de acuerdo con el rango de medición de temperatura de diferentes números de indexación de termopares y uso real, dividimos aproximadamente los termopares en tres categorías: temperatura media baja, mediana temperatura alta y termopares indexadas de alta temperatura. A continuación se muestra un análisis y discusión sobre cómo elegir termopares para estos tres rangos de medición de temperatura.
1.1.1 Selección de termopares de temperatura media y baja
Si se usa para la medición de baja temperatura (-200 grado ~ +350 grado), se puede seleccionar un termopar de escala t. Para la medición de mediana y baja temperatura (-40 grado ~ +700 grado), se puede seleccionar un termopar de escala EJ. Sin embargo, debido al hecho de que los electrodos positivos del termopar de la escala TJ están hechos de cobre puro y materiales de hierro puro, se oxidan fácilmente durante la producción y el uso del producto, por lo que no pueden usarse para la medición de la temperatura en entornos oxidantes. Se recomienda utilizar un termopar a escala E para la medición de la temperatura en un entorno oxidante. El termopar de índice E no solo cubre el rango de medición de temperatura del termopar del índice J, sino que también tiene una gran salida de potencial termoeléctrico, alta sensibilidad, buena estabilidad y mejor resistencia a la oxidación que el térmico del índice TJ. Se puede usar en ambientes de oxidación y gas inerte, pero no se puede usar directamente en azufre y reduciendo los ambientes de gas a altas temperaturas. Esto dará como resultado errores significativos en la uniformidad de potencial termoeléctrico del termopar del índice E.
1.1.2 Selección de termopares de temperatura media y alta
El termopar de K. N-Degre es un termopar de bajo costo de bajo costo en el mercado actual, utilizado principalmente para la medición de la temperatura en zonas de temperatura media y alta (-40 grado ~ +1200 grado). Entre ellos, los termopares del índice K ocupan una cuota de mercado absoluta debido a su buena linealidad, gran potencial termoeléctrico, alta sensibilidad, buena estabilidad y uniformidad, resistencia a la oxidación fuerte y bajo precio. El termopar de índice N es el último termopar estandarizado internacionalmente que supera con éxito dos inconvenientes importantes del termopar de índice K, a saber, el potencial termoeléctrico inestable causado por la red de altura de cromo de níquel de corto alcance entre 300 grados y 500 grados; La inestabilidad del potencial eléctrico térmico causada por la oxidación preferencial de la aleación de cromo de níquel en alrededor de 800 grados. Su rendimiento integral es superior al de los termopares del índice K, lo que lo convierte en un termopar prometedor para el desarrollo. Sin embargo, un gran inconveniente de los termopares de N-grados es el gran error no lineal en el rango de baja temperatura (-200 grado ~ 400 grados) y el material duro y difícil de máquina.
1.1.3 Selección de termopares de alta temperatura
S R. El termopar de grado B se llama termopar de metal precioso porque sus electrodos positivos y negativos están hechos de platino y aleación de rollo de platino. Es un termopar adecuado para medir en áreas de alta temperatura (800 grados ~ 1600 grados). La temperatura de uso a largo plazo recomendado para termopares de escala S y R es (800 grados ~ 1300 grados), y la temperatura de uso a largo plazo recomendado para termopares de escala B es (800 grados ~ 1600 grados). Debido a su alta precisión de medición de temperatura, buena estabilidad, rango de medición de temperatura amplia y límite superior de alta temperatura, estos termopares de metales preciosos con varias graduaciones se usan ampliamente en aplicaciones de medición de alta temperatura por encima de 1000 grados, como metalurgia, vidrio, cerámica y otras industrias. Las deficiencias incluyen bajo potencial termoeléctrico, baja sensibilidad, disminución de la resistencia mecánica a altas temperaturas, alta sensibilidad a la contaminación y materiales de metales preciosos costosos, lo que resulta en una gran inversión única. Pero en general, los termopares de metales preciosos siguen siendo la principal fuerza en la medición de la temperatura en áreas de alta temperatura. Con la mejora continua de la tecnología de producción de termopar, pueden proteger efectivamente los cables de los electrodos de la contaminación a altas temperaturas y mejorar la vida útil de los productos.