鉑熱電阻采用高純度鉑絲繞制而成,具有測溫精度高、性能穩定、復現性好、抗氧化等優點,因此在基準、實驗室和工業中被廣泛應用。但其在高溫下容易被還原性氣氛所污染,使鉑絲變脆,改變其電阻溫度特性,所以需用套管保護方可使用。鉑絲純度是決定溫度計精度的關鍵。鉑絲純度越高其穩定性越高、復現性越好、測溫精度也越高。
銅熱電阻的電阻值與溫度近于呈線性關系,電阻溫度系數也較大,且價格便宜,所以在一些測量精度要求不是很高的情況下,就常采用銅熱電阻。但其在高于100℃的氣氛中易被氧化,故多用于測量-50~150℃溫度范圍。
半導體熱敏電阻優點:負電阻溫度系數大,因此靈敏度高。電阻率大,可作成體積小而電阻值大的電阻元件,這就使之具有熱慣性小和可測量點溫度或動態溫度。缺點:同種半導體熱敏電阻的電阻溫度特性分散性大,非線性嚴重,元件性能不穩定,因此互換性差、精度較低。
熱電阻連接方式:
二線制:在熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信號的方式叫二線制,這種引線方法很簡單,但由于連接導線必然存在引線電阻R,R大小與導線的材質和長度的因素有關,因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合
三線制:在熱電阻的根部的一端連接一根引線,另一端連接兩根引線的方式稱為三線制,這種方式通常與電橋配套使用,可以較好的消除引線電阻的影響,是工業過程控制中的最常用的。
四線制:在熱電阻的根部兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制,其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I,把R轉換成電壓信號U,再通過另兩根引線把U引至二次儀表。可見這種引線方式可完全消除引線的電阻影響,主要用于高精度的溫度檢測。
安裝要求:
對熱電阻的安裝,應注意有利于測溫準確,安全可靠及維修方便,而且不影響設備運行和生產操作。在選擇對熱電阻的安裝部位和插入深度時要注意以下幾點:
1、為了使熱電阻的測量端與被測介質之間有充分的熱交換,應合理選擇測點位置,盡量避免在閥門,彎頭及管道和設備的死角附近裝設熱電阻。
2、帶有保護套管的熱電阻有傳熱和散熱損失,為了減少測量誤差,熱電偶和熱電阻應該有足夠的插入深度:
1)對于測量管道中心流體溫度的熱電阻,一般都應將其測量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝)。如被測流體的管道直徑是200毫米,那熱電阻插入深度應選擇100毫米;
2)對于高溫高壓和高速流體的溫度測量(如主蒸汽溫度),為了減小保護套對流體的阻力和防止保護套在流體作用下發生斷裂,可采取保護管淺插方式或采用熱套式熱電阻。淺插式的熱電阻保護套管,其插入主蒸汽管道的深度應不小于75mm;熱套式熱電阻的標準插入深度為100mm。
3)假如需要測量是煙道內煙氣的溫度,盡管煙道直徑為4m,熱電阻插入深度1m即可。
4)當測量原件插入深度超過1m時,應盡可能垂直安裝,或加裝支支撐架和保護套管。
4、熱電偶溫度計
工作原理:
兩種不同成份的導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路,當接合點的溫度不同時,在回路中就會產生電動勢,這種現象稱為熱電效應,而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的,其中,直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端),另一端叫做冷端(也稱為補償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢。
安裝要求:
首先熱電偶和熱電阻的安裝應盡可能保持垂直,以防止保護套管在高溫下產生變形,但在有流速的情況下,則必須迎著被測介質的流向插入,以保證測溫元件與流體的充分接觸以保證其測量精度。
另外熱電偶和熱電阻應盡量安裝在有保護層的管道內,以防止熱量散失。其次當熱電偶和熱電阻傳感器安裝在負壓管道中時,必須保證測量處具有良好的密封性,以防止外界冷空氣進入,使讀數偏低。
當熱電偶和熱電阻傳感器安裝在戶外時,熱電偶和熱電阻傳感器的接線盒面蓋應向上,入線口應向下,以避免雨水或灰塵進入接線盒,而損壞熱電偶和熱電阻接線盒內的接線影響其測量精度。
應經常檢查熱電偶和熱電阻溫度計各處的接線情況,特別是熱電偶溫度計由于其補償導線的材料硬度較高,非常容易從接線柱脫離造成斷路故障,因此要接線良好不要過多碰動溫度計的接線并經常檢查,以獲得正確的測量溫度。
熱電偶安裝時應放置在盡可能靠近所要測的溫度控制點。為防止熱量沿熱電偶傳走或防止保護管影響被測溫度,熱電偶應浸入所測流體之中,深度至少為直徑的10倍。當測量固體溫度時,熱電偶應當頂著該材料或與該材料緊密接觸。為了使導熱誤差減至最小,應減小接點附近的溫度梯度。
當用熱電偶測量管道中的氣體溫度時,如果管壁溫度明顯地較高或較低,則熱電偶將對之輻射或吸收熱量,從而顯著改變被測溫度。這時,可以用一輻射屏蔽罩來使其溫度接近氣體溫度,采用所謂的屏罩式熱電偶。