熱電偶熱傳導(dǎo)測(cè)溫中的響應(yīng)時(shí)間

    熱電偶是最常用的測(cè)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(dǎo)測(cè)溫中的響應(yīng)時(shí)間問(wèn)題我們來(lái)說(shuō)其一二，熱電偶測(cè)溫方法分為接觸式測(cè)溫和非接觸式測(cè)溫兩種,接觸式測(cè)溫的測(cè)溫原理是利用熱敏元件與被測(cè)介質(zhì)之間的熱交換,最后達(dá)到熱平衡,通過(guò)熱敏元件本身的溫度反映被測(cè)介質(zhì)的溫度.這種直接測(cè)量方法比較簡(jiǎn)單可靠,但由于熱敏元件向外導(dǎo)熱及輻射等原因,可使測(cè)溫元件的實(shí)際溫度與被測(cè)介質(zhì)不同,造成測(cè)量誤差[1].用裸露熱電偶測(cè)量溫度就是利用上述接觸式測(cè)溫原理的一種簡(jiǎn)便方法.熱電偶的熱端應(yīng)采用對(duì)頭焊方式,使熱接點(diǎn)與熱電極直徑相同.熱電極伸出保護(hù)管一定長(zhǎng)度,直接與被測(cè)物質(zhì)接觸,感測(cè)被測(cè)物質(zhì)的溫度變化,以求獲得足夠快的響應(yīng)速度.用裸露熱電偶測(cè)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(guò)程中,氣體以對(duì)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(shí)熱量會(huì)沿?zé)犭姌O與外保護(hù)管以熱傳導(dǎo)傳熱方式散失熱量,還有熱電偶絲表面因化學(xué)反應(yīng)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(guò)程反映.裸露熱電偶的熱電極由于熱傳導(dǎo),其測(cè)試的溫度經(jīng)常低于所測(cè)物質(zhì)的溫度,帶來(lái)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(yīng)被測(cè)溫度的變化,原因是傳感器具有一定的質(zhì)量和容量,它對(duì)溫度的響應(yīng)速率與傳感器本身的特性和所測(cè)對(duì)象的物理特性有關(guān).熱電偶的響應(yīng)快慢,可用時(shí)間常數(shù)表示.要提高溫度測(cè)量的真實(shí)性,必須設(shè)法減小熱電偶的時(shí)間常數(shù),采用直徑細(xì)的熱電極做成裸露式熱電偶的時(shí)間常數(shù)較小建立裸露熱電偶測(cè)量空氣熱傳導(dǎo)數(shù)學(xué)模型。
     分析得到其溫度誤差和響應(yīng)時(shí)間公式.熱電偶熱端溫度小于周圍介質(zhì)(空氣)的溫度,溫度差最大不超過(guò)ΒR26Α,熱響應(yīng)時(shí)間最大不超過(guò)R26Α.依次可以類推,只要是球形溫度計(jì)在接法測(cè)量溫度時(shí),其敏感元件熱響應(yīng)時(shí)間最大不超過(guò)R26Α,由于熱響應(yīng)時(shí)間帶來(lái)的最大溫度誤差不超過(guò)ΒR26Α.溫度誤差和響應(yīng)時(shí)間的求出,對(duì)于應(yīng)用熱端為球形的溫度計(jì)測(cè)溫帶來(lái)了極大便利.在測(cè)試裝藥中孔隙內(nèi)氣體在爆炸時(shí)刻的溫度時(shí),應(yīng)用裸露熱電偶溫度傳感器.通過(guò)實(shí)際應(yīng)用計(jì)算得出溫度誤差和響應(yīng)時(shí)間可以滿足測(cè)試要求,說(shuō)明理論上公式的得出是正確的.當(dāng)然,在熱電偶溫度傳感器的實(shí)際應(yīng)用中,熱量沿?zé)犭姌O傳導(dǎo)、熱端與周壁的熱交換等熱損失,會(huì)產(chǎn)生溫度測(cè)量誤差,在熱電偶絲足夠細(xì),響應(yīng)時(shí)間足夠快的情況下,這些誤差與由于熱傳導(dǎo)產(chǎn)生的誤差相比可以忽略不計(jì)。
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