山东建筑大学热工检测课第6章.ppt

1-热套式热电偶； 2-充满介质的热套； 3-保温层； 4-安装插座 减小误差的方式 （1）加防辐射隔离罩； （2）减小测温管的总辐射发射率； （3）采用双热电偶测温，通过计算消除误差； （4）采用抽气热电偶。 4）采用抽气热电偶 为了减小热辐射误差的影响，必须增加气流和测温管之间的对流放热系数α1。 增加α1的方法。气流温度测量的一个困难问题，就是在一般流速下气流和测温管之间的放热系数α1比液体的小得多，这就使得气流和测温管之间换热困难，误差增加。为了解决这个问题，实践中提出了各种各样的办法。 除了前面讲过的把感受件的主要工作部分（如热电偶，电阻温度计中热电阻体的一半长度处）放在管道中心轴线上外，目前多采用小误差的抽气热电偶。抽气热电偶的示意图如图所示。 当高压蒸汽或压缩空气从整齐喷嘴3喷出时，由于速度很大，在喷嘴处局部产生了负压，在次负压的作用下，气流沿图上所示的方向告诉地被抽走，这样就在热电偶处形成了高速气流，使放热系数α1增大。抽气的速度越大，α1越大，误差就越小。为了减小热辐射损失，在热电偶外装设了隔离罩。隔离罩数目越多，测量误差越小。 应该指出，使抽气速度达到很大数值是要消耗很多能量的，因此抽气热电偶只能在试验情况下采用。 为了避免热辐射引起误差，还可以采用气动温度计。气动温度计又称文丘利高温计，它可用以测量工业锅炉烟气的温度。 在射汽抽气器8的作用下，炉内气体流过两个串联节流件（节流孔板或文丘利喷管）2和5的孔，气体在通过节流件5以前预先通过冷却器冷却到一定温度（一般冷却至环境温度），气体最后经抽气器排入大气。抽气器使节流件5前后的差压Δp1保持不变。 因为气体在节流件5前后的温度基本上都等于环境温度，保持差压不变，因而通过节流件5和节流件2的气体质量流量不变，于是炉内气体的原有温度T1就可以根据节流件2两面的差压来确定，并用差压计3读出。可以证明，气体的原有温度T1（K）与节流件2两面的差压(p1-p2)成正比，即 式中C1对于给定的测温系统为一常数。 气体温度计的准确度与抽气热电偶的相近，但对温度波动的反应能力强，即灵敏度较高，抽气量也较小。 对于高温气体温度测量，上述几种方法和仪表都不够理想，因此还需要进行广泛和深入的研究工作。 第4节 热电偶测温的抗干扰措施 热电偶的热电动势是各类仪表或DCS（分布式控制系统）的输入信号 由于存在干扰，导致错误 干扰有共模信号、串模信号 一 串模干扰 串模干扰电压可达到几毫伏甚至几十毫伏 串模干扰来源 电磁感应是主要来源 在带电体上进行测温也可引入串模干扰 一 串模干扰 串模干扰电压可达到几毫伏甚至几十毫伏 串模干扰来源 电磁感应是主要来源 在带电体上进行测温也可引入串模干扰 抗串模干扰措施 屏蔽法。热电偶连接导线外面加屏蔽，就是将热电偶的补偿导线,穿在铁管或其他金属屏蔽物内进行屏蔽。这样可以防止电磁干扰和高压电场的干扰。使用此种方法时应该将铁管和屏蔽物进行良好接地,并且将补偿导线绞起来。 抗串模干扰措施 避免强磁场、强电场，动力电缆与信号线分开布线保持距离 在仪表输入端加滤波电路 二 共模干扰 仪表任一输入端与地之间产生的干扰信号 一般在几伏至几十伏 共模干扰的来源 最常见的是测量电炉温度时引入 不同的地位干扰 高压电场的干扰 抗共模干扰措施 隔离法。将热电偶悬空安装,使热电偶不与炉壁的耐火砖接触,热电偶与支架之间也采用绝缘物进行隔离。这种方法可以很好地预防高温漏电干扰。 放大器与仪表外壳绝缘 抗共模干扰措施 三线热电偶 热电偶保护套管接地 旁路电容 测量误差不仅与热电偶热端的接触形式有关，而且还与被测表面的导热能力有关，如被测固体壁面材料为玻璃，陶瓷等，它们的导热性能很差，这时如采用（a）的接触形式，则误差很大，而采用（b）接触形式，误差就大大减小，这是因为金属片导热性能好。当金属片有比较大的面积时，导走相同的热量所需要的温差会大大减小，热电偶热端温度就不致降低太多。 如果热电偶的直径粗，则散失的热量多，热端温度改变就大；直径细，向外散失的热量少，热端温度改变就小。如果壁面上方气流的速度增大，则热电极散失的热量就多，热端的温度改变就大；反之，壁面上方气流速度小，则热电极散失的热量就少，热端的温度改变也就小些。当测量管壁表面温度时，若管壁厚度增加，则测温误差减小，这是由于热电极向外导走的热量，很快由管壁的其他部分补充了，因而测温误差就减小。 二．热电偶的接点导热误差 通常用焊接方法使热电偶的热端固定于被测表面，图6-7所示的为三种常用的焊接形式，下面从导热误差大小方面来分别讨论之。 二．热电偶的接点导热误差 球形焊。将热电偶的球形热端与被测表面焊在一起。球形热端的两热电极分叉处温度为指示温度t2，t2和表面实际温度t1有个差值。为了减小这个差值，