接觸測溫方法及誤差討論(編輯修改稿)
2025-05-26 07:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 兩熱電極分別與被測表面接觸 ， 通過被測表面 （ 僅對導(dǎo)體而言 ） 構(gòu)成回路 。 ?對上述四種形式來說 ， 通過兩熱電極向外散失的熱量可以認(rèn)為是一樣的 ， 只不過 （ a） 是將散熱量集中在一 “ 點 ” 上； （ d）是將散熱量集中在兩 “ 點 ” 上； （ b） 的散熱量則由金屬片所接觸的那塊表面共同分?jǐn)?。 ?（ c） 為等溫線接觸 ， 熱電偶的熱端與被測表面直接接觸 ， 熱電極從熱端引出時沿表面等溫線敷設(shè)一段距離（ 約 50倍熱電極直徑 ） 后引出； 18 ? 因此 ， 在相同的外界條件下 ， （ a） 的導(dǎo)熱誤差最大 ，（ d） 次之 ， （ b） 較小 ， （ c） 的兩熱電極的散熱量雖然也集中在一個較小的區(qū)域 ， 但由于熱電極已與被測表面等溫敷設(shè)一段距離后才引出 ， 散熱量主要是由等溫敷設(shè)段供給的 ， 熱端的溫度梯度比另外三種形式的要小得多 ， 所以 （ c） 的熱端散熱量最小 ，測量準(zhǔn)確度最高 。 ? 測量誤差不僅與熱電偶熱端的接觸形式有關(guān)，而且還與被測表面的導(dǎo)熱能力有關(guān)，如被測固體壁面材料為玻璃，陶瓷等，它們的導(dǎo)熱性能很差，這時如采用（ a） 的接觸形式，則誤差很大，而采用（ b）接觸形式，誤差就大大減小，這是因為金屬片導(dǎo)熱性能好。 19 ? 當(dāng)金屬片有比較大的面積時 ， 導(dǎo)走相同的熱量所需要的溫差會大大減小 ， 熱電偶熱端溫度就不致降低太多 。 ? 如果熱電偶的直徑粗 ， 則散失的熱量多 ， 熱端溫度改變就大；直徑細(xì) ， 向外散失的熱量少 ， 熱端溫度改變就小 。 如果壁面上方氣流的速度增大 ，則熱電極散失的熱量就多 ， 熱端的溫度改變就大；反之 ， 壁面上方氣流速度小 ， 則熱電極散失的熱量就少 ， 熱端的溫度改變也就小些 。 當(dāng)測量管壁表面溫度時 ， 若管壁厚度增加 ， 則測溫誤差減小 ，這是由于熱電極向外導(dǎo)走的熱量 ， 很快由管壁的其他部分補(bǔ)充了 ， 因而測溫誤差就減小 。 20 ? 通常用焊接方法使熱電偶的熱端固定于被測表面 ，圖所示的為三種常用的焊接形式 ， 下面從導(dǎo)熱誤差大小方面來分別討論之 。 二 、 熱電偶的接點導(dǎo)熱誤差 ? 球形焊如圖 (a)所示。將熱電偶的球形熱端與被測表面焊在一起。球形熱端的兩熱電極分叉處溫度為指示溫度 t2 ， t2和表面實際溫度 t1有個差值。為了減小這個差值，熱電極應(yīng)盡量細(xì)些，焊點也應(yīng)盡量小些，必要時可將焊點壓平。球形焊熱電偶所測量的是表面“點”的溫度，但在一個“點”上有兩根熱電極同時導(dǎo)熱，所以這種方法有較大的導(dǎo)熱誤差。 21 ? 交叉焊 （ 重疊焊 ） 如圖 （ b） 所示 。 焊接時先將導(dǎo)熱性能較好的熱電極 （ 如分度號為 K的熱電偶的鎳硅極 ） 與被測表面焊在一起 ， 然后再將導(dǎo)熱性能較差的熱電極 （ 如鎳鉻極 ） 交叉地疊在焊點上面 ，再次進(jìn)行焊接 。 ? 這時熱電偶指示的溫度與表面實際溫度有一個差值 。 如將導(dǎo)熱性能較好的熱電極緊靠在被測表面上 ， 可使 指示值 比較接近于真值 。 交叉焊形式的導(dǎo)熱誤差要比球形焊的小些 。 22 ? 平行焊如圖 （ c） 所示 。 將兩熱電極分別焊在被測表面上 ， 在兩焊點之間保持一段距離 （ 對于等溫導(dǎo)體表面約為 15mm） 。 ? 平行焊適用于等溫導(dǎo)體表面溫度測量 。 當(dāng)被測表面存在溫度梯度或被測表面材質(zhì)不均勻時 ， 不宜采用平行焊 。 ? 一般來說 ， 交叉焊兩熱電極分叉處與壁面距離比球形焊小 ，所以接點導(dǎo)熱誤差小 。 平行焊兩熱電極分兩點焊在固體表面上 ， 沒有交叉點離開壁面的問題 ， 所以沒有接點導(dǎo)熱誤差 。 ? 實驗證明，三種形式的測溫相對誤差以球形焊最大，交叉焊次之，平行焊最小。 23 三、高溫氣體溫度測量 問題： 在測量鍋爐煙道中煙氣的溫度時，往往在測溫管安裝地點附近有溫度較低的受熱面，因此在測溫管表面有輻射散熱，造成測量誤差。 24 解決措施： ? 妥善選擇測溫管的安裝位置，原則是：煙氣能掃過測溫管在煙道內(nèi)的整個部分（煙氣負(fù)擔(dān)沿測溫管的散熱）和安裝地點的煙道內(nèi)壁（提高壁溫）。 ? 測溫管安裝部分外壁加較厚的絕熱層，減小散熱。 25 ? 在采用措施 1和 2后，可認(rèn)為傳導(dǎo)散熱造成的誤差接近零，測溫管僅以熱輻射的方式散熱，造成熱輻射誤差。熱輻射誤差（用熱力學(xué)溫度表示）由下式?jīng)Q定
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