หลักการวัดอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิลและการประยุกต์ใช้ในเตาเผามะนาว

เทอร์โมคัปเปิลเป็นอุตสาหกรรมหนึ่งในส่วนประกอบการตรวจจับอุณหภูมิที่ใช้กันมากที่สุดข้อดีของมันคือ: ①ความแม่นยำในการวัดสูง เนื่องจากเทอร์โมคัปเปิลสัมผัสโดยตรงกับวัตถุที่ถูกวัดจึงไม่ได้รับผลกระทบจากช่วงการวัดขนาดกลางระดับกลาง thermocouples ที่ใช้กันทั่วไปสามารถวัดได้อย่างต่อเนื่องจาก -50 ~ +1600 องศาและเทอร์โมคัปเปิลพิเศษบางตัวสามารถวัดได้ต่ำถึง - 269 ระดับ (เช่นเทอร์โมเซียมนิกเกิล เทอร์โมคัปเปิลมักจะประกอบด้วยสายโลหะสองประเภทที่แตกต่างกันและไม่ จำกัด ด้วยขนาดหรือการเปิด พวกเขามีแขนป้องกันด้านนอกทำให้สะดวกในการใช้งาน
1.1 หลักการพื้นฐานของการวัดอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิล
เชื่อมวัสดุสองตัวที่แตกต่างกันของตัวนำหรือเซมิคอนดักเตอร์ A และ B เข้าด้วยกันเพื่อสร้างวงจรปิด เมื่อมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างจุดเชื่อมต่อทั้งสองของตัวนำ A และ B แรงไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นระหว่างพวกเขาส่งผลให้กระแสของขนาดที่แน่นอนในวงจร ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริก เทอร์โมคัปเปิลทำงานโดยใช้เอฟเฟกต์นี้
1.2 ประเภทและรูปแบบโครงสร้างของเทอร์โมคัปเปิล
(1) ประเภทของเทอร์โมคัปเปิล
เทอร์โมคัปเปิลที่ใช้กันทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: เทอร์โมคัปเปิลมาตรฐานและเทอร์โมคัปเปิลที่ไม่ได้มาตรฐาน เทอร์โมคับเปิลมาตรฐานอ้างถึงเทอร์โมคัปเปิลที่ระบุไว้ในมาตรฐานแห่งชาติสำหรับความสัมพันธ์ระหว่างศักยภาพและอุณหภูมิเทอร์โมอิเล็กทริกข้อผิดพลาดที่อนุญาตและมีมาตราส่วนมาตรฐานแบบครบวงจร เทอร์โมคัปเปิลที่ไม่ได้มาตรฐานถูกนำมาใช้ภายในช่วงหรือลำดับความสำคัญเมื่อเทียบกับเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐานโดยทั่วไปจะไม่มีตารางการสอบเทียบแบบครบวงจรส่วนใหญ่ใช้สำหรับการวัดในบางโอกาสพิเศษ
(2) รูปแบบโครงสร้างของเทอร์โมคัปเปิล
เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่เชื่อถือได้และมีเสถียรภาพของเทอร์โมคัปเปิลข้อกำหนดโครงสร้างของมันมีดังนี้:
①การเชื่อมของขั้วไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกสองตัวที่ประกอบขึ้นเป็นเทอร์โมคัปเปิลจะต้องแน่น
②ขั้วไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกสองตัวควรได้รับการหุ้มฉนวนกันอย่างดีเพื่อป้องกันการลัดวงจร
③การเชื่อมต่อระหว่างลวดชดเชยและปลายอิสระของเทอร์โมคัปเปิลควรสะดวกและเชื่อถือได้
④แขนเสื้อป้องกันควรตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการแยกที่เพียงพอระหว่างอิเล็กโทรดเทอร์โมอิเล็กทริกและสื่อที่เป็นอันตราย
(3) การชดเชยอุณหภูมิของปลายเย็นเทอร์โมคัปเปิ้ล
เนื่องจากความจริงที่ว่าวัสดุของเทอร์โมคัปเปิลนั้นมีราคาแพง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้โลหะมีค่า) และระยะห่างระหว่างจุดวัดอุณหภูมิและเครื่องมืออยู่ไกลเพื่อประหยัดวัสดุเทอร์โมคัปเปิ้ลและลดค่าใช้จ่าย จะต้องชี้ให้เห็นว่าลวดชดเชยเทอร์โมคัปเปิลทำหน้าที่ขยายอิเล็กโทรดเทอร์โมอิเล็กทริกเท่านั้นทำให้ปลายเย็นของเทอร์โมคัปเปิลเคลื่อนที่ไปยังสถานีเครื่องมือในห้องควบคุม มันเองไม่สามารถกำจัดอิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ปลายเย็นในการวัดอุณหภูมิและไม่มีผลการชดเชย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวิธีการแก้ไขอื่น ๆ เพื่อชดเชยผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิปลายเย็นในการวัดอุณหภูมิ
เมื่อใช้สายชดเชยเทอร์โมคัปเปิ้ลจะต้องจ่ายความสนใจในการจับคู่แบบจำลองขั้วไม่สามารถเชื่อมต่อได้อย่างไม่ถูกต้องและอุณหภูมิที่ปลายการเชื่อมต่อระหว่างลวดชดเชยและเทอร์โมคัปเปิลต้องไม่เกิน 100 องศา
(4) การจำแนกประเภทของเครื่องมือวัดอุณหภูมิ
เครื่องมือวัดอุณหภูมิสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทตามวิธีการวัดอุณหภูมิ: การสัมผัสและไม่ติดต่อ โดยทั่วไปเครื่องมือวัดอุณหภูมิการสัมผัสนั้นค่อนข้างง่ายเชื่อถือได้และมีความแม่นยำในการวัดสูง อย่างไรก็ตามเนื่องจากความต้องการการแลกเปลี่ยนความร้อนที่เพียงพอระหว่างองค์ประกอบการวัดอุณหภูมิและสื่อที่วัดได้และความต้องการระยะเวลาหนึ่งในการเข้าถึงสมดุลความร้อนจึงมีความล่าช้าในการวัดอุณหภูมิ ในเวลาเดียวกันเนื่องจากข้อ จำกัด ของวัสดุทนอุณหภูมิสูงจึงไม่สามารถนำไปใช้กับการวัดอุณหภูมิที่สูงมากได้ การวัดอุณหภูมิของเครื่องมือที่ไม่ติดต่อขึ้นอยู่กับหลักการของการแผ่รังสีความร้อนเพื่อวัดอุณหภูมิ องค์ประกอบการวัดอุณหภูมิไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับสื่อที่วัดได้มีช่วงการวัดอุณหภูมิกว้างไม่ จำกัด โดยขีด จำกัด สูงสุดของการวัดอุณหภูมิและไม่ทำลายสนามอุณหภูมิของวัตถุที่วัดได้ ความเร็วในการตอบสนองโดยทั่วไปจะเร็ว อย่างไรก็ตามเนื่องจากปัจจัยภายนอกเช่นการปล่อยวัตถุระยะการวัดระยะการวัดควันและไอน้ำข้อผิดพลาดการวัดค่อนข้างใหญ่
การประยุกต์ใช้เทอร์โมคัปเปิลสองตัวในเตาเผามะนาว
2.1 เงื่อนไขที่เทอร์โมคัปเปิลควรพบเมื่อใช้ในเตาเผาแก๊สไฟ
1) เส้นโค้งลักษณะอุณหภูมิควรตรงกับความแม่นยำของอุณหภูมิการวัดที่ต้องการ
2) สัญญาณเอาต์พุตนั้นง่ายต่อการประมวลผล
3) การเปลี่ยนแปลงแบบดริฟท์และเวลามีขนาดค่อนข้างเล็กและมีการแลกเปลี่ยนกัน
4) ไม่ไวต่อปริมาณทางกายภาพอื่นนอกเหนือจากอุณหภูมิ
5) ขนาดเล็กติดตั้งง่าย
6) มีคุณสมบัติความต้านทานเชิงกลเคมีและรังสีที่ดี
7) ปลอดภัยและปลอดสารพิษ
2.2 ปัจจัยข้อผิดพลาดและข้อควรระวังสำหรับการตรวจจับเทอร์โมคัปเปิล
1) หากวิธีการประกอบของเซ็นเซอร์ไม่เหมาะสมมันจะทำให้อุณหภูมิของเซ็นเซอร์แตกต่างจากอุณหภูมิที่วัดได้
2) ให้ความสนใจกับอุณหภูมิการทำงานสูงสุดและข้อผิดพลาดที่อนุญาตของเซ็นเซอร์
3) ให้ความสนใจกับเวลาทำงานของเซ็นเซอร์
4) สายชดเชยและการชดเชยความเย็นของเทอร์โมคัปเปิลอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาด
5) ควรให้ความสนใจกับข้อผิดพลาดของเครื่องมือทดสอบ
2.3 ผลกระทบของการใช้เทอร์โมคัปเปิลต่อสภาพแวดล้อมโดยรอบ
1) สนามแม่เหล็ก
วัสดุเทอร์โมคัปเปิลสามารถผ่านการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูงเนื่องจากระยะห่างของอะตอมลดลงและอาจพบแรงดันเพิ่มเติมในสนามไล่ระดับอุณหภูมิ อุปกรณ์แรงดันสูงสามารถออกแบบได้อย่างถูกต้องและจัดเรียงอย่างสมเหตุสมผลสำหรับการวัดวงจรอุ่นเพื่อลดผลกระทบ
2) รังสีนิวเคลียร์
วัสดุเทอร์โมคัปเปิ้ลภายใต้การแผ่รังสีของนิวตรอนความร้อนได้รับการเปลี่ยนแปลงในพลังงานเทอร์โมอิเล็กทริกเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบบางอย่างเป็นไอโซโทปที่ไม่เสถียรซึ่งจะสลายตัวเป็นองค์ประกอบอื่น ๆ ดังนั้นวัสดุเทอร์โมคัปเปิลที่มีนิวตรอนตัดขวางขนาดเล็กและไม่มีการเลือกไอโซโทปที่ไม่เสถียร