熱電偶熱傳導測溫中的響應時間

    熱電偶是最常用的測溫元件，在眾多工礦企業(yè)中廣泛使用，現(xiàn)在就熱電偶熱傳導測溫中的響應時間問題我們來說其一二，熱電偶測溫方法分為接觸式測溫和非接觸式測溫兩種,接觸式測溫的測溫原理是利用熱敏元件與被測介質之間的熱交換,最后達到熱平衡,通過熱敏元件本身的溫度反映被測介質的溫度.這種直接測量方法比較簡單可靠,但由于熱敏元件向外導熱及輻射等原因,可使測溫元件的實際溫度與被測介質不同,造成測量誤差[1].用裸露熱電偶測量溫度就是利用上述接觸式測溫原理的一種簡便方法.熱電偶的熱端應采用對頭焊方式,使熱接點與熱電極直徑相同.熱電極伸出保護管一定長度,直接與被測物質接觸,感測被測物質的溫度變化,以求獲得足夠快的響應速度.用裸露熱電偶測量氣體溫亦同理.裸露熱電偶在與氣體接觸及周壁的熱交換過程中,氣體以對流輻射方式傳給熱端熱量,熱端得到熱量后溫度逐漸升高,又以輻射方式傳給周壁熱量,同時熱量會沿熱電極與外保護管以熱傳導傳熱方式散失熱量,還有熱電偶絲表面因化學反應產(chǎn)生熱量,因此熱電偶的熱特性就是這些熱量綜合熱交換的過程反映.裸露熱電偶的熱電極由于熱傳導,其測試的溫度經(jīng)常低于所測物質的溫度,帶來溫度誤差.任何溫度傳感器都不可能立刻而非常逼真地響應被測溫度的變化,原因是傳感器具有一定的質量和容量,它對溫度的響應速率與傳感器本身的特性和所測對象的物理特性有關.熱電偶的響應快慢,可用時間常數(shù)表示.要提高溫度測量的真實性,必須設法減小熱電偶的時間常數(shù),采用直徑細的熱電極做成裸露式熱電偶的時間常數(shù)較小建立裸露熱電偶測量空氣熱傳導數(shù)學模型。
     分析得到其溫度誤差和響應時間公式.熱電偶熱端溫度小于周圍介質(空氣)的溫度,溫度差最大不超過ΒR26Α,熱響應時間最大不超過R26Α.依次可以類推,只要是球形溫度計在接法測量溫度時,其敏感元件熱響應時間最大不超過R26Α,由于熱響應時間帶來的最大溫度誤差不超過ΒR26Α.溫度誤差和響應時間的求出,對于應用熱端為球形的溫度計測溫帶來了極大便利.在測試裝藥中孔隙內氣體在爆炸時刻的溫度時,應用裸露熱電偶溫度傳感器.通過實際應用計算得出溫度誤差和響應時間可以滿足測試要求,說明理論上公式的得出是正確的.當然,在熱電偶溫度傳感器的實際應用中,熱量沿熱電極傳導、熱端與周壁的熱交換等熱損失,會產(chǎn)生溫度測量誤差,在熱電偶絲足夠細,響應時間足夠快的情況下,這些誤差與由于熱傳導產(chǎn)生的誤差相比可以忽略不計。
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