熱電偶熱傳導(dǎo)測溫中的響應(yīng)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(dǎo)測溫中的響應(yīng)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(zhì)之間的熱交換,最后達(dá)到熱平衡,通過熱敏元件本身的溫度反映被測介質(zhì)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(dǎo)熱及輻射等原因,可使測溫元件的實(shí)際溫度與被測介質(zhì)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(yīng)采用對頭焊方式,使熱接點(diǎn)與熱電極直徑相同.熱電極伸出保護(hù)管一定長度,直接與被測物質(zhì)接觸,感測被測物質(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?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程反映.裸露熱電偶的熱電極由于熱傳導(dǎo),其測試的溫度經(jīng)常低于所測物質(zhì)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(yīng)被測溫度的變化,原因是傳感器具有一定的質(zhì)量和容量,它對溫度的響應(yīng)速率與傳感器本身的特性和所測對象的物理特性有關(guān).熱電偶的響應(yīng)快慢,可用時間常數(shù)表示.要提高溫度測量的真實(shí)性,必須設(shè)法減小熱電偶的時間常數(shù),采用直徑細(xì)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(dǎo)數(shù)學(xué)模型。
     分析得到其溫度誤差和響應(yīng)時間公式.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ΒR26Α,熱響應(yīng)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(yīng)時間最大不超過R26Α,由于熱響應(yīng)時間帶來的最大溫度誤差不超過ΒR26Α.溫度誤差和響應(yīng)時間的求出,對于應(yīng)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(nèi)氣體在爆炸時刻的溫度時,應(yīng)用裸露熱電偶溫度傳感器.通過實(shí)際應(yīng)用計算得出溫度誤差和響應(yīng)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(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,會產(chǎn)生溫度測量誤差,在熱電偶絲足夠細(xì),響應(yīng)時間足夠快的情況下,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。
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