温度传感器的结构和安装方法

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温度传感器的结构和安装方法.

热电偶的结构所示。可根据热电偶的类型、线径、使用温度,通过气焊、种类型,如图2.5热电偶前端接合的形状有3 对焊、电阻焊、电弧焊、银焊等方法进行接合。

在工业应用中为了便于安装及延长热电偶的使用寿命,通常使用外加套管的方式。套管一般分为保护管型和铠装型。带保护管的热电偶1.是将热电偶的芯线以及绝缘管插入保护管使用的热电偶。保护管在防止芯线氧化、腐蚀的同时,还可以保持热电偶的机械强度。保护管有多种类型,常用的如下表所示。

常用最高使用概要材质温度℃温度℃适用于高温、酸性、碱性环境,SUS304 950 850 不适用于氧化性、还原性气体环境在高温中的耐蚀性好比SUS304SUS316 850 950

金的含量高,耐热性强Ni、CrSUS301S

1100 1000

属钢,适用于高温环境,27Cr保SandviRP4 1050 1200

不适用于氧化性、还原性气体护Kanthal 管Cr24%、A15.5%的耐热钢、在高温中机械强度高1100

1350

A-1

、适用于氧化环境,不适用于硫化、还Ni80%、Cr20% 镍铬合金1100 1250 原性气体环境QT

抗热冲击性强,但机械强度低石英管1050 1000

非陶瓷管PT2 氧化铝质,气密性优1400 1450 金属高铝管同上,抗热冲击性弱PT1 1500 1550

保刚玉管高纯度铝管,抗热冲击性最弱PT0 1600 1750

护碳化硅管抗热冲击性强,但气密性差1250 1350

在双保护管的外管上使用管1600 SiC 1550

氮化硅管与碳化硅管大致相同,适用于熔融铝1600

1400

NSi43 2.铠装型热电偶

陶)作为上图中绝缘管(铠装热电偶的测量原理与带保护管的热电偶相同。它使用纤细的金属管(称为套管等粉末作为绝缘材料。由于其外径较细且容易弯曲,所以最适合用来的替代品,并使用氧化镁(MgO)瓷)测量物体背面与狭小空隙等处的温度。此外,与带保护管的热电偶相比,其反应速度更为灵敏。铠装热电的各种尺寸。芯线拉伸得越细,常用0.5mm ф偶的套管外径范围较广,可以拉长加工为8.0mmф到℃。1050600套管外径0.5mmф的常用温度上限是℃,8.0mmф的是型热电偶,如温度上限越低。K

热电阻的结构种,目前陶瓷封装型占主导地位。陶瓷封装型用于带保护管的热电阻如下图所示,热电阻的元件形状有3。引线0.05mm以及铠装热电阻。陶瓷与玻璃封装型的铂线裸线直径为几十微米左右,云母板型的约为则使用比元件线粗很多的铂合金线。

热电阻元件的种类

带保护管的热电阻图例

温度传感器的安装方法

1. 安装实例和测量误差

热电偶和热电阻在设备中的安装方法和测量误差如下图所示。安装时要注意机械强度,特别是高温中保护管的变形。另外,为了避免保护管的热损失对元件温度的影响,需要考虑流向和保护管的外形、插入长度、保温、隔热等问题。

保护管安装位置和误差实例

2. 响应速度

虽然铠装热电偶比安装保护管的热电偶响应速度快,但是,使用安装了保护管的热电偶,能够增加强度、耐腐蚀、防热

以及易于维护。在热导率大的水中和热导率小的空气中,响应速度是不同的。下图为带不锈钢保护管的具有代表性的响应速度的示例,保护管内径和外径的不同不会对响应时间有影响。。

3. 防止保护管因卡曼振动而破裂的措施

在管道中插入保护管时,下游会产生旋涡。该旋涡称为卡曼旋涡,会导致保护管发生卡曼振动,当振动频率与保护管的固有振动频率一致时,会发生共振,导致保护管破裂以及温度检测元件断线。在流体为液体且流速非常快的情况下,必须防止共振发生。计算保护管自身的固有频率和卡曼旋涡频率,选择保护管长度和外形尺寸时,需使卡曼旋涡频率低于保护管的固有频率。有时候也可以降低流速。该运算涉及到包含流体质量和黏度等数值的应力计算,比较复杂,可参考以下简易计算公式。