Der Einfluss der Eintauchtiefe von Thermoelementen auf die Temperaturmessung

Bei der industriellen Temperaturmessung werden Thermoelemente im Allgemeinen als Temperaturmessinstrumente für Temperaturen über 0-400 Grad ausgewählt. Am wichtigsten ist die Einbaulage von Thermoelementen, also die Auswahl der Temperaturmesspunkte. Die Position der Temperaturmessstelle muss typisch und repräsentativ für den Produktionsprozess sein, sonst verliert sie ihre Bedeutung als Messung und Regelung.
Beim Einführen eines Tiefenthermoelements in die geprüfte Stelle wird ein Wärmefluss entlang der Längsrichtung des Sensors erzeugt. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen kommt es zu Wärmeverlusten. Verursacht Temperaturmessfehler aufgrund von Temperaturinkonsistenzen zwischen dem Thermoelement und dem gemessenen Objekt. Kurz gesagt, die durch Wärmeleitung verursachten Fehler hängen mit der Einstecktiefe zusammen. Die Einstecktiefe hängt vom Material des Schutzrohrs ab. Aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit sollte die Einstecktiefe von Metallschutzrohren tiefer sein (ca. 15-20-facher Durchmesser). Keramische Materialien haben eine gute Isolationsleistung und können flacher eingeführt werden (etwa 10-15-facher Durchmesser).
Das Grundprinzip der auf dem Einfluss der Ansprechzeit basierenden Kontakttemperaturmessung besteht darin, dass das Temperaturmesselement ein thermisches Gleichgewicht mit dem Messobjekt erreichen muss. Daher ist es notwendig, bei der Temperaturmessung eine gewisse Zeitspanne einzuhalten, um ein thermisches Gleichgewicht zwischen beiden zu erreichen. Die Länge der Haltezeit hängt von der thermischen Reaktionszeit des Temperaturmesselements ab. Die thermische Ansprechzeit hängt mit erheblichen Unterschieden hauptsächlich vom Aufbau und den Messbedingungen des Sensors ab. Bei gasförmigen Medien, insbesondere stationären Gasen, sollte das Gleichgewicht mindestens 30 Minuten oder länger aufrechterhalten werden; Bei Flüssigkeiten sollte die schnellste Zeit mindestens 5 Minuten betragen. Wenn sich die Temperatur an einem Teststandort ständig ändert, insbesondere bei einem Prozess mit sofortiger Änderung, muss die Reaktionszeit des Sensors im Millisekundenbereich liegen, wenn der gesamte Prozess nur 1 Sekunde dauert. Daher können gewöhnliche Temperatursensoren nicht nur nicht mit der Temperaturänderungsrate des Messobjekts Schritt halten, sondern verursachen aufgrund der Unfähigkeit, ein thermisches Gleichgewicht zu erreichen, auch Messfehler. Wählen Sie am besten einen Sensor mit schneller Reaktion. Bei Thermoelementen ist neben dem Einfluss von Schutzrohren auch der Durchmesser des Messendes des Thermoelements der Hauptfaktor, d. h. je dünner der Thermoelementdraht, desto kleiner der Durchmesser des Messendes und desto kürzer sein Thermoelement Reaktionszeit. Um die Effizienz der Kalibrierung zu verbessern, verwenden viele Unternehmen automatische Kalibriergeräte zur Kalibrierung eingehender Thermoelemente. Allerdings ist dieses Gerät nicht sehr vollständig.
Der Einfluss der Wärmestrahlung wird in das zur Temperaturmessung im Ofen verwendete Thermoelement eingeleitet, das durch die von Hochtemperaturobjekten abgegebene Wärmestrahlung erhitzt wird. Unter der Annahme, dass das Gas im Ofen transparent ist und der Temperaturunterschied zwischen dem Thermoelement und der Ofenwand groß ist, kommt es aufgrund des Energieaustauschs zu Temperaturmessfehlern. Um Wärmestrahlungsfehler zu reduzieren, sollte daher die Wärmeleitung so erhöht werden, dass sie möglichst nahe an der Temperatur des Thermoelements liegt. Darüber hinaus sollte bei der Installation auch auf Folgendes geachtet werden: ① Die Einbauposition des Thermoelements sollte die vom Festkörper ausgehende Wärmestrahlung so weit wie möglich vermeiden, damit diese nicht auf die Oberfläche des Thermoelements abstrahlen kann. ② Thermoelemente sind am besten mit Wärmestrahlungsschutzhülsen ausgestattet.
Die Auswirkung einer erhöhten thermischen Impedanz auf Thermoelemente, die bei hohen Temperaturen verwendet werden. Befindet sich das Messmedium in einem gasförmigen Zustand, schmilzt der auf der Oberfläche des Schutzrohrs abgelagerte Staub an der Oberfläche und führt zu einer Erhöhung der thermischen Impedanz des Schutzrohrs; Handelt es sich bei dem Messmedium um eine Schmelze, kommt es im Betrieb zu Schlackenablagerungen, die nicht nur die Ansprechzeit des Thermoelements verlängern, sondern auch die angezeigte Temperatur senken. Neben der regelmäßigen Kalibrierung sind regelmäßige Stichprobenkontrollen wichtig, um Fehler zu reduzieren