Principio de medición de temperatura del termopar y su aplicación en hornos de cal

Los termopares son industriales uno de los componentes de detección de temperatura más utilizados, sus ventajas son: ① Alta precisión de medición. Debido a que el termopar está en contacto directo con el objeto que se está midiendo, no se ve afectado por el rango de medición de medio medio intermedio. Los termopares de uso común pueden medir continuamente a partir de -50 ~ +1600 grado, y algunos termoparples especiales pueden medir tan bajo como - 269 grado (como la termopar de cromo de níquel de hierro de oro), hasta +2800}}}} grado (como el renio de renocos de Tungsten rhenium). Los termopares generalmente se componen de dos tipos diferentes de cables de metal, y no están limitados por tamaño o abertura. Tienen mangas protectoras en el exterior, lo que las hace muy convenientes de usar.
1.1 Principio básico de medición de temperatura del termopar
Suelte dos materiales diferentes de conductores o semiconductores A y B juntos para formar un circuito cerrado. Cuando hay una diferencia de temperatura entre los dos puntos de fijación de los conductores A y B, se genera una fuerza electromotriz entre ellos, lo que resulta en una corriente de cierta magnitud en el circuito. Este fenómeno se requiere para el efecto termoeléctrico. Los termopares funcionan utilizando este efecto.
1.2 Tipos y formas estructurales de termopares
(1) Tipos de termopares
Los termopares de uso común se pueden dividir en dos categorías: termopares estandarizadas y termopares no estandarizados. Los termopares estandarizados se refieren a termopares que se especifican en los estándares nacionales para su relación entre el potencial termoeléctrico y la temperatura, los errores permitidos y tienen una escala estándar unificada. Los termopares no estandarizados se utilizan dentro de un cierto rango u orden de magnitud en comparación con los termopares estandarizados, generalmente no hay una tabla de calibración unificada, principalmente utilizada para mediciones en ciertas ocasiones especiales,
(2) Forma estructural de termopar
Para garantizar la operación confiable y estable del termopar, sus requisitos estructurales son los siguientes:
① La soldadura de los dos electrodos termoeléctricos que conforman un termopar debe ser firme
② Los dos electrodos termoeléctricos deben estar bien aislados entre sí para evitar circuitos cortos;
③ La conexión entre el cable de compensación y el extremo libre del termopar debe ser conveniente y confiable;
④ La manga protectora debe garantizar suficiente aislamiento entre el electrodo termoeléctrico y los medios dañinos.
(3) Compensación de temperatura del extremo frío del termopar
Debido al hecho de que los materiales de los termopares son generalmente caros (especialmente cuando se usan metales preciosos), y la distancia entre el punto de medición de la temperatura y el instrumento está lejos, para ahorrar materiales de termopar y reducir costos, los cables de compensación generalmente se usan para extender el extremo frío (extremo libre) del termopouple a una sala de control estable de temperatura y conectarlo a las terminales de instrumentos. Se debe señalar que el cable de compensación de termopar solo sirve para extender el electrodo termoeléctrico, lo que hace que el extremo frío del termopar se mueva al terminal del instrumento en la sala de control. En sí mismo no puede eliminar la influencia de los cambios de temperatura en el extremo frío en la medición de la temperatura y no tiene un efecto de compensación. Por lo tanto, se necesitan otros métodos de corrección para compensar el impacto de los cambios de temperatura del extremo frío en la medición de la temperatura.
Al usar cables de compensación de termopar, se debe prestar atención a la coincidencia del modelo, la polaridad no se puede conectar incorrectamente, y la temperatura en el extremo de conexión entre el cable de compensación y el termopar no puede exceder los 100 grados.
(4) Clasificación de instrumentos de medición de temperatura
Los instrumentos de medición de temperatura se pueden dividir en dos categorías en función de los métodos de medición de temperatura: contacto y sin contacto. En términos generales, los instrumentos de medición de la temperatura de contacto son relativamente simples, confiables y tienen una alta precisión de medición; Sin embargo, debido a la necesidad de un intercambio de calor suficiente entre el elemento de medición de temperatura y el medio medido, y la necesidad de una cierta cantidad de tiempo para alcanzar el equilibrio térmico, hay un retraso en la medición de la temperatura. Al mismo tiempo, debido a las limitaciones de los materiales resistentes a la alta temperatura, no se puede aplicar a mediciones de temperatura muy altas. La medición de la temperatura del instrumento sin contacto se basa en el principio de radiación térmica para medir la temperatura. El elemento de medición de temperatura no necesita estar en contacto con el medio medido, tiene un amplio rango de medición de temperatura, no está limitado por el límite superior de medición de temperatura y no daña el campo de temperatura del objeto medido. La velocidad de reacción es generalmente rápida; Sin embargo, debido a factores externos como la emisividad del objeto, la distancia de medición, el vapor de humo y agua, el error de medición es relativamente grande.
Aplicación de dos termopares en hornos de cal
2.1 Condiciones que los termopares deben cumplir cuando se usan en hornos de cal disparado
1) La curva característica de temperatura debe cumplir con la precisión de la temperatura de medición requerida;
2) La señal de salida es fácil de procesar;
3) la variación de la deriva y el tiempo son relativamente pequeñas y tienen intercambiabilidad;
4) No es sensible a cantidades físicas distintas de la temperatura
5) tamaño pequeño, fácil de instalar;
6) tiene buenas propiedades mecánicas, químicas y de resistencia a la radiación;
7) seguro y no tóxico.
2.2 Factores de error y precauciones para la detección de termopar
1) Si el método de ensamblaje del sensor es incorrecto, hará que la temperatura del sensor sea diferente de la temperatura medida;
2) preste atención a la temperatura de funcionamiento máxima y un error permitido del sensor;
3) prestar atención al tiempo de trabajo de los sensores;
4) Los cables de compensación y la compensación de enfriamiento de termopares pueden causar errores;
5) También se debe prestar atención a los errores de los instrumentos de prueba.
2.3 El impacto del uso de termopar en el entorno circundante
1) campo magnético
Los materiales de termopar pueden sufrir cambios estructurales en entornos de alta presión debido a la espaciada atómica reducida, y también pueden experimentar presión adicional en los campos de gradiente de temperatura. Los dispositivos de alto voltaje se pueden diseñar correctamente y organizarse razonablemente para el circuito cálido de medición para minimizar su impacto.
2) Radiación nuclear
Los materiales termopar, bajo la radiación de neutrones térmicos, sufren cambios en la energía termoeléctrica debido a la transformación de algunos elementos en isótopos inestables, que luego se descomponen en otros elementos. Por lo tanto, los materiales de termopar con pequeñas secciones transversales de neutrones y no se seleccionan isótopos inestables.