热工仪表及测量技术第4章

由于被测对象不同，环境条件不同，测量要求也 不同，热电偶和热电阻的安装方法及采取的措施 也不同，需要考虑多方面的因素，但原则上可以 从测温的准确性、安全可靠、维修方便三个方面 来考虑。
1、正确选择测温点。测温点具有代表性，不应把 测温元件插到被测介质的死角区域；
2、合理确定测温元件的插入深度。一般在管道上 安装取150-200mm，在设备上安装可取≤400mm。
• 综合考虑，壁面温度测量应注意以下问题： 1、在强度允许条件下，尽量采用直径小、导热系
数小的热电偶。 2、优先采用等温线敷设。 3、被测材料不是良导体时，应用面接触方式。 4、如被测材料允许，则采用表面开槽敷设更有利
于提高测量准确度。
第三节高温气体温度测量
• 热辐射误差产生的原因是测量管与环境的 辐射热交换所引起的，这是测温管与气流 之间的对流换热不能达到热平衡的结果。
• 在接触式测温中，可能存在传导、对流、 和辐射三种传热方式，使静态测温分析相 当复杂。在被测介质温度变化时（即动态 情况下），还要涉及更为复杂的不稳定传 热问题。动态测温误差还与测温元件的热 容有关。
• 此外，在流动的流体中测温，测温元件因 阻碍流体流动也会对温度测量值产生影响， 特别在高速气流中测温，必须考虑这个因 素。
• 从公示（6－2）看出，降低辐射误差的主 要途径：
• 1、提高热电偶周围冷表面的温度T2 • 2、减小辐射换热系数C1 • 3、增加对流放热系数α1
• 减少辐射误差具体方法有： 1、尽量减少器壁与测量端的温差，即在管壁
铺设绝热层；
2、在热电偶工作端加隔离罩；使热电偶与冷 壁面隔离开，测温元件不直接对冷壁进行 热辐射；
• 热电偶与被测表面的接触方式：
• 不论哪种接触方式，引起测量误差的最主要原因 都是沿热电偶丝的导热损失。热电偶的测量端从 被测表面吸收热量，其中一部分沿热电偶丝导出 扩散到周围环境中去，从而使测量端温度低于被 测表面的实际温度。
• 测温误差不仅与热端的接触形式有关，还与被测 表面的导热能力有关。
3、应处在管道流速最大区域内，该区域为管道直径的1/3中 心区域。
4、若测温元件安装于介质流速较大的管道中，应倾斜安装， 为防止受到较大的冲蚀，最好安装在管道的弯头处；斜装 或弯头处安装时，测温元件应与被测介质形成逆流，切勿 顺着被测介质的流动方向安装。
5、用热电偶测量炉膛温度时，应避免热电偶与火 焰直接接触，否则会使测量值偏高；避免安装在 炉门旁或与加热物体距离过近之处。
1、测温管附近加保温层，减少设备壁与 被测介质温差。
2、增加测温管的插入深度。
3、测温元件应放置于管道中介质流速最大区域内， 即管道中心轴线上。
4、采用小直径薄壁测温管。 5、采用导热系数较小的材料做测温管，如不锈刚、
陶瓷，但这会增加导热阻力，使动态测量误差增 加。
6、采用热套式热电偶
热电偶和热电阻的安装
• 以上影响测温准确性的各种因素，对不同 的被测介质所引起的作用也不一样，因而 需要针对性的采取措施。
第一节 管内流体温度测量
• 管道中蒸汽温度或水温度的测量，流体将 以对流换热方式传热给测温元件，测温元 件又通过导热方式沿套管向外部环境导热。 根据传热学原理，测温元件导热误差关系 式为：
• 管内流体温度测量误差主要有传导散热 引起。因此凡能加剧对流和削弱导热的 因素都可以用来减少导热误差。减小误 差的具体方法有：
传热及热电偶安装的影响
• 由于热电偶测温是属于接触式测量，当热 电偶插入被测介质时，它要从被测介质吸 收热量使自身温度升高，同时又以热辐射 方式和热传导方式向温度低的地方散发热 量，当测量端各处散失的热量等于自气流 中吸收的热量时即达到动态平衡，此时热 电偶达到了稳定的示值；
• 但这并不代表气流的真实温度，因为测量 端环境散失的热量是由气流的加热来补偿， 也就是说测量端与气流的热交换处于不平 衡状态，因此，它们的温度也不可能具有 相同的数值。测量端与环境的传热愈强， 测量端的温度偏离气流温度也愈大。
6、高温下工作的热电偶，为防止保护套管高温变 形，一般应垂直安装，若必须水平安装应用支架 保护。
第二节 壁面温度测量
• 采用热电偶测量物体表面的温度，如锅炉过热器 管壁温度。
• 具有热接点小、热损失少、测温范围大、准确度 高等优点；
• 特别是薄膜热电偶的发展，给壁面温度测量带来 方便；
• 被测表面沿热电偶有热量导出，破坏了被测表面 的温度场，存在测温误差。
பைடு நூலகம்
3、减小接受辐射热的物体的辐射换热系数
采用辐射换热系数较小的保护套（合金）管
4、采用双热电偶测温，可用计算方法消除热 敷设误差
• 5、增大流体放热系数，即增加流速，加 强扰动，减小偶丝直径或使热电极与气流 形成跨流等。 直径不同，对流换热系数不同
• 6、增加对流换热系数，采用抽气热电偶。