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船用热电偶检测误差及其标定

近几年来 ,我国内河相当一部分船用柴油机又重新使用水银温度计检测排气温度 ,究其原因 ,主要是热电偶的可靠性和测量精度不尽人意 ,迫使轮机管理人员放弃热电偶而采用温度计。这不仅增加了轮机人员的劳动强度 ,还降低了船舶柴油机的可靠性。因此 ,本文将就船舶热电偶检测误差与标定问题作一探讨。众所周知 ,由于热电偶所使用的材料不同 ,从而导致其价格相差甚远。以铂铑 10 -铂热电偶(WRLB ,分度号为LB - 3)为例 ,不仅热电特性稳定 ,而且测量精度很高 ,常作为基准和标准热电偶 ,但是其价格昂贵。就其性能价格比来说 ,目前还难以让船运部门接受。我国内河船舶大多数采用镍铬 -铐铜热电偶 (WREA ,分度号为EA - 2 ) ,也有采用铜 -康铜热电偶 ,甚至部分船舶使用铁 -康铜非标化的热电偶。以铜、铁为材料的热电偶存在着一个容易氧化的致命弱点 ,尤其在船舶机舱潮湿、振动、高温腐蚀气体的恶劣环境下 ,常使热电偶在使用一段时间后测量精度下降 ,甚至完全失去检测功能。下面就导致热电偶产生误差的几个因素做一简要的论述。
1 传热误差
2  使用误差

1.热惰性引入的误差。

这种情况相对较复杂,这和现场很多因素有关。因此,产品选型时我们要充分考虑各种因素,由于热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化,在进行快速测量时这种影响尤为突出。所以,应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。测温环境许可时,甚至可将保护管取去。由于存在测量滞后,用热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。测量滞后越大,热电偶波动的振幅就越小,与实际炉温的差别也就越大。当用时间常数大的热电偶测温或控温时,仪表显示的温度虽然波动很小,但实际炉温的波动可能很大。为了准确的测量温度,应当选择时间常数小的热电偶。时间常数与传热系数成反比,与热电偶热端的直径、材料的密度及比热成正比,如要减小时间常数,除增加传热系数以外,***有效的办法是尽量减小热端的尺寸。使用中,通常采用导热性能好的材料,管壁薄、内径小的保护套管。在较精密的温度测量中,使用无保护套管的裸丝热电偶,但热电偶容易损坏,应及时校正及更换。了解现场每个环节,了解测量要求。

2.安装不当引入的误差。

Ø 热电偶不应装在太靠近门和加热的地方,插入的深度至少应为保护管直径的8倍~10倍;

Ø 热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入,因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温的准确性;

Ø 热电偶冷端太靠近炉体使温度超过100 ℃;

Ø 热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场,所以,不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差;

Ø 热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内,当用热电偶测量管内气体温度时,须***使热电偶逆着流速方向安装,而且充分与气体接触。


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