เวลาตอบสนองของเทอร์โมคัปเปิ้ล Type B คือเท่าไร

 

โดยทั่วไปเวลาตอบสนองของเทอร์โมคัปเปิล Type B จะอยู่ในช่วงตั้งแต่ไม่กี่วินาทีไปจนถึงหลายร้อยวินาที ขึ้นอยู่กับการออกแบบโครงสร้าง วัสดุของปลอกป้องกัน เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดเทอร์โมคัปเปิล และสภาวะการถ่ายเทความร้อนของตัวกลางที่วัดได้ โดยทั่วไป เทอร์โมคัปเปิล Type B มาตรฐานส่วนใหญ่มีเวลาตอบสนองทางความร้อนน้อยกว่า 150 วินาที โครงสร้างที่ได้รับการปรับปรุงบางส่วนสามารถลดเวลาให้เหลือน้อยกว่า 10 วินาที และโมเดลการตอบสนองแบบเปิดเผยหรือเร็ว-ยังสามารถได้รับเวลาตอบสนองในระดับมิลลิวินาที- (สิบมิลลิวินาที) อีกด้วย

 

ความหมายและมาตรฐานการวัดของเวลาตอบสนอง

เวลาตอบสนองของเทอร์โมคัปเปิลหมายถึงเวลาที่ต้องใช้เพื่อให้สัญญาณเอาท์พุตไปถึง 63.2% ของการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ (กล่าวคือ ค่าคงที่เวลา τ) เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงขั้น ตัวบ่งชี้นี้เป็นพารามิเตอร์หลักสำหรับการประเมินประสิทธิภาพไดนามิกของเซ็นเซอร์อุณหภูมิ มาตรฐานแห่งชาติกำหนดว่าควรทดสอบเวลาตอบสนองในอุปกรณ์ทดลองการไหลของน้ำโดยเฉพาะ โดยมีความเร็วการไหลของน้ำ 0.4 ± 0.05 ม./วินาที และค่าขั้นตอนอุณหภูมิ 40~50 องศา อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเทอร์โมอิเล็กทริกศักย์ไฟฟ้าต่ำมากของเทอร์โมคัปเปิล Type B ใกล้กับอุณหภูมิห้อง (เพียงประมาณ 15μV ที่ 80 องศา) การวัดการตอบสนองอุณหภูมิต่ำ-ที่แม่นยำจึงเป็นเรื่องยาก ดังนั้น มาตรฐานนี้จึงอนุญาตให้ใช้ชุดเทอร์โมคัปเปิล Type S ที่มีข้อกำหนดเฉพาะเดียวกันแทนการทดสอบได้

 

ครั้งที่สอง ปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อเวลาตอบสนอง

โครงสร้างและขนาด: ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นและผนังของเทอร์โมคัปเปิลและท่อป้องกันหนาขึ้นเท่าใด ความเฉื่อยทางความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้นและเวลาตอบสนองก็จะยิ่งนานขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น เวลาตอบสนองของท่อป้องกัน Φ16 มม. จะนานกว่าเวลาของโครงสร้างการห่อหุ้มไมโคร-ขนาด Φ6 มม. อย่างมาก

Thermal Conductivity of Protective Tube Material: Metal protective tubes (such as stainless steel) have better thermal conductivity than ceramic tubes, lower thermal inertia, and faster response. However, in ultra-high temperature environments (>1300 องศา ) โดยทั่วไปจะใช้หลอดเซรามิกคอรันดัม (Al₂O₃) ซึ่งแม้ว่าจะมีความต้านทานต่ออุณหภูมิที่ดี แต่ก็เพิ่มความต้านทานความร้อนได้อย่างมาก

เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดและรูปแบบการวัดปลาย: ยิ่งเส้นลวดบางลง ความจุความร้อนก็จะน้อยลงและตอบสนองได้เร็วยิ่งขึ้น งานอุตสาหกรรมมักใช้ลวดกัลวานิกขนาด 0.5 มม. การลดขนาดสายไฟให้ต่ำกว่า 0.3 มม. สามารถปรับปรุงความเร็วการตอบสนองได้อย่างมาก แต่จะลดความแข็งแรงเชิงกลลง หน้าสัมผัสที่ต่อสายดินหรือสัมผัสจะตอบสนองได้เร็วกว่าหน้าสัมผัสที่หุ้มฉนวน

สื่อที่วัดและสภาพแวดล้อมการติดตั้ง

ในของเหลวหรือก๊าซที่ไหลด้วยความเร็วสูง- การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนมีความเข้มข้นสูง และเวลาตอบสนองสั้น (ต่ำเพียงไม่กี่วินาที)

ในก๊าซนิ่งหรือสภาพแวดล้อมที่มีการนำความร้อนต่ำ ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนจะต่ำ และเวลาตอบสนองจะนานขึ้นอย่างมาก

ความลึกของการแทรกควรไม่น้อยกว่า 10 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อป้องกันเพื่อให้แน่ใจว่าปลายของการวัดอุณหภูมิสัมผัสกับตัวกลางทั้งหมด

 

ที่สาม การเปรียบเทียบช่วงเวลาตอบสนองโดยทั่วไป

ประเภทโครงสร้าง	เวลาตอบสนอง	สถานการณ์การใช้งาน
สัมผัสหรือสัมผัสสัมผัส	สิบมิลลิวินาที	การวัดอุณหภูมิอย่างรวดเร็วในห้องปฏิบัติการ การตรวจสอบการไหลของอากาศ
ประเภทการตอบสนองที่รวดเร็ว (ลวดละเอียด + ท่อบาง-แบบมีผนัง)	<10 seconds	การควบคุมอุณหภูมิแบบไดนามิก การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ
ประเภทอุตสาหกรรมมาตรฐาน (Φ16 สายยาง คอรันดัม)	<150 seconds	เตาเผาแก้ว เผาเซรามิก
โครงสร้างป้องกันชั้นหนา-มีผนังสองชั้น-	หลายนาที	สภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูงหรือแรงดันสูง-

หมายเหตุ: "เวลาตอบสนอง" ไม่เท่ากับ "เวลาที่คงที่โดยสมบูรณ์" โดยทั่วไปแล้วการบรรลุการตอบสนองมากกว่า 90% ต้องใช้ค่า τ 3-5 เท่า; ในการใช้งานจริง การชดเชยจะต้องเป็นไปตามคุณลักษณะไดนามิกของระบบ

 

IV. คำแนะนำในการคัดเลือกทางวิศวกรรม

สำหรับการใช้งานที่ต้องการการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว (เช่น การแก้ไขข้อบกพร่องของกระบวนการ การวินิจฉัยข้อผิดพลาด) ควรให้ความสำคัญกับเทอร์โมคัปเปิลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางละเอียด- ท่อป้องกันโลหะ หรือโครงสร้างแบบสัมผัส

สำหรับการใช้งานที่ให้ความสำคัญกับ-ความเสถียรในระยะยาวและ-ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง และในกรณีที่ยอมรับเวลาตอบสนองที่นานกว่าเล็กน้อยได้ ควรเลือกโครงสร้างท่อป้องกันคอรันดัม

การสอบเทียบเป็นประจำจะติดตามการเสื่อมของเวลาตอบสนองได้อย่างมีประสิทธิภาพ แนะนำให้ทำการสอบเทียบทุกๆ 6-12 เดือน