測溫元件

所謂測溫元件，就是測溫儀表的檢測元件。如熱電偶、熱電阻、熱敏電阻等。接觸式測溫儀表所測得的溫度都是由測溫元件感受的溫度來決定的。所以，在選擇既經濟合理，又能滿足生產必需的精度等要求的測溫元件與二次儀表之後，能否正確安裝測溫元件就是一個重要的實際問題。如果儀表安裝不符合要求，會使測量不準確，甚至影響生產。

基本介紹

• 中文名：測溫元件    
• 外文名：Temperature measuring element  
• 本質：測溫儀表的檢測元件 
• 分類：熱電偶、熱電阻等
• 性質：科學

簡介

所謂測溫元件，就是測溫儀表的檢測元件。如熱電偶、熱電阻、熱敏電阻等。接觸式測溫儀表所測得的溫度都是由測溫元件感受的溫度來決定的。所以，在選擇既經濟合理，又能滿足生產必需的精度等要求的測溫元件與二次儀表之後，能否正確安裝測溫元件就是一個重要的實際問題。如果儀表安裝不符合要求，會使測量不準確，甚至影響生產。

測溫元件

(1)熱電偶

熱電偶通常由熱電極，絕緣材料、保護管和接線盒等主要部分組成。常用的熱電偶結構形式有普通型熱電偶，鎧裝熱電偶和薄膜熱電偶等。

1)普通型(裝配型)熱電偶

普通型熱電偶的結構如圖1(1-熱電偶測量端；2-熱電極；3-絕緣管；4-保護套管；5-接線盒)所示。普通型電偶主要用於測量管道和設備內介質的溫度。根據測溫範圍和環境氣氛不同，選擇的熱電偶和保護管也不同。其安裝時連線形式有螺紋連線和法蘭連線兩種。

圖1普通型(裝配型)熱電偶的結構

2)鎧裝熱電偶

鎧裝熱電偶是由熱電極、絕緣材料和金屬管三者組合加工而成的堅實組合體，它具有動態回響快，測量端熱容量小，強度高、撓性好等優點。

3)薄膜熱電偶

薄膜熱電偶是由兩種金屬薄膜製成的一種特殊結構的熱電偶，其外形如圖2(1-熱電極；2-熱接點；3-絕緣基板；4-引出線)所示。它的測量端既小又薄，熱容量很小，可用於小面積上的溫度及瞬變的表面溫度測量。

圖2 快速薄膜熱電偶

(2)熱敏電阻

製造熱敏電阻的材料大多數是各種金屬的氧化物，如氧化銅、氧化鐵、氧化鋁、氧化錳、氧化鈷、氧化鎳及氧化錸等。將上述各種氧化物按一定成型，然後在一定溫度下煅燒，使其成為堅固緻密的整體，最後澆上金屬粉末，並焊上引線就成了熱敏電阻。改變這些混合物的成分及溫範圍、阻值及溫度係數。熱敏電阻可製成各種形狀，如珠狀、圓柱狀、片狀等。

測溫元件的安裝

測溫元件安裝時測量的準確性

1)必須正確選擇測溫點。選擇測溫點時，一定要使測溫點的溫度具有代表性。例如：測量管道中流體的溫度時，測溫元件的工作端應處於管道中流速最大處，即管道中心位置上，不應把測溫元件插至被測介質的死角區。

此外，測溫元件應迎著介質流向插入，就是說，測溫元件應與被測介質形成逆流，不得形成順流。不得已時，也必須與流向垂直。

2)應避免熱輻射而引起的測溫誤差。比如，在溫度較高的場合，應儘量減小被測介質與管(或設備)壁表面之問的溫度差，以減少熱輻射所引起的測溫誤差，為此，在安裝測溫元件的地方，如果器壁暴露於空氣中，則應在其表面包一層絕熱層(如石棉等)，必要時，可在測溫元件與器壁之間加裝防輻射罩。以消除它們間的直接輻射作用。

此外，還應避免測溫元件外露部分的熱損失而引起的測溫誤差。因此要保證有足夠長的插入深度(實踐證明插入深度達300mm即可)；並在測溫元件外露部分進行保溫。

3)用熱電偶測量爐溫時，應避免測溫元件與火焰直接接觸，也不宜距離太近或裝在爐門旁邊。接線盒不應碰到爐壁，以免熱電偶自由端溫度過高。

4)測溫元件安裝在負壓管道(或設備)中時，必須保證安裝孔的密封，以免冷空氣被吸入後而降低測量指示值。

5)使用熱電偶、熱電阻測溫時，應防止干擾信號的引入。同時應使接線盒的出線孔向下方，以防止水汽、灰塵等進入影響測量。

測溫元件安裝的安全、可靠性

為避免測溫元件的損壞，應保證其有足夠的機械強度。可根據被測介質的工作壓力、溫度和其他特性，合理地選擇測溫元件保護管的壁厚與材料。測溫元件在不同的壓力範圍內工作，有不同的安裝要求。此外，測溫元件的機械強度還與其結構形式、安裝方式、插入深度以及被測介質的流速等因素有關，也必須予以考慮。

1)凡安裝承受壓力的測溫元件時，都必須保證密封。

2)高溫下工作的熱電偶，其安裝位置應儘可能保持垂直，防止保護管在高溫下產生變形。必須水平安裝時，也不宜過長，應裝設用耐火粘土或耐熱合金鋼製成的支架。

3)在介質具有較大流速的管道中安裝測溫元件時。測溫元件必須傾斜安裝，以免受到過大的沖蝕。若被測介質中有塵粒、粉物，為保護測溫元件不受磨損起見，應加裝保護屏或保護管。

4)在安裝瓷和氧化鋁這一類保護管的熱電偶時，其安裝位置應適當，以免因加熱工件移動而損壞。此外在插入或取出熱電偶時，還應避免急冷急熱，以免保護管破裂。

5)在薄壁管道上安裝測溫元件時，需在連線頭處加裝加強板。在有色金屬管道上安裝時，凡與工藝管道相接觸(焊接)以及與被測介質直接接觸的部分，其有關部件(加連線頭、保護外套之類)均需與工藝管道同材質，以免影響生產工藝的要求。

(3)測溫元件的安裝應便於儀表工作人員的維修、校驗和拆裝。

(4)在加裝保護外套時，為減少測溫的滯後，可在套管之間加裝傳熱良好填充物。如溫度低於150℃時可充入變壓器油，當溫度高於150℃時，可充填銅屑或石英砂，以保證傳熱良好。