影響裝配熱電阻響應時(shí)間的因素有哪些?
選取裝配熱電阻探針的長(cháng)度、直徑、形狀、曲直等因素,首先與裝配熱電阻的安裝空間有關(guān)。一般認為,裝配熱電阻安裝后插進(jìn)被測氣體或液體的深度需大于裝配熱電阻保護管外徑的8~10倍,除保證與被測溫場(chǎng)的充分接觸外,還可以盡量讓裝配熱電阻在長(cháng)度方向熱脹變形。插入深度不足是目前實(shí)際工作現場(chǎng)發(fā)現的,是造成測溫不準的常見(jiàn)原因之一。
探頭直徑的選取除與空間有關(guān)外,還與探頭受力情況及對溫度變化的響應要求有關(guān)。在帶有一定流速的流體中,探針會(huì )受到一定的側向力,探頭直徑需保證其在長(cháng)期受力情況下不發(fā)生折損。但是越細的探頭靈敏度越高,在對響應速度有要求的測溫環(huán)境中,探針直徑越小越好。因此,選型中需綜合考慮這兩方面因素。此外,探針的形狀設計有時(shí)也與這兩個(gè)因素相關(guān),如外殼設計為階梯形或錐形,這種在探針尖端將直徑減小的操作就是為了在滿(mǎn)足整體強度要求的情況下,實(shí)現快速響應。
在彎曲的安裝空間中,目前很多制造商都直接生產(chǎn)有90°彎曲的貨架產(chǎn)品,有些制造商還生產(chǎn)有可彎曲探頭的裝配熱電阻探針,但其對可彎曲的長(cháng)度范圍、角度以及彎曲的小半徑均有限制,使用者應按要求進(jìn)行使用。切勿對不可彎折的探針生掰硬扭,否則極易造成裝配熱電阻外保護殼斷裂,失去保護功能。
裝配熱電阻插入溫場(chǎng)后,需經(jīng)過(guò)一定時(shí)間才能與介質(zhì)達到熱平衡,這就是裝配熱電阻的響應時(shí)間。尤其在帶有一定流速的氣體或液體中,溫度往往是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程,當利用裝配熱電阻進(jìn)行動(dòng)態(tài)溫度測量時(shí),需尤其關(guān)注裝配熱電阻的動(dòng)態(tài)響應特性。有研究表明,裝配熱電阻的響應時(shí)間主要與裝配熱電阻本身性質(zhì)、介質(zhì)、流速等有關(guān),而溫度的階躍變化量對裝配熱電阻的熱響應時(shí)間影響并不大。在相同使用條件下,同一裝配熱電阻的動(dòng)態(tài)響應特性數學(xué)模型結構一致,根據介質(zhì)的不同,其模型中的參數會(huì )發(fā)生變化。因此,對動(dòng)態(tài)響應有需求的客戶(hù)在選型時(shí),需說(shuō)明測量介質(zhì)及流速等影響因素,通常廠(chǎng)家會(huì )給出裝配熱電阻在某種介質(zhì)及流速狀態(tài)下的響應數據,以供參考。例如,JK型裝配熱電阻在1m/s流速的空氣中,達到90%響應的響應時(shí)間為7s。因此,如想要快速反應被測環(huán)境溫度變化,應選擇溫度響應速度快的裝配熱電阻。
響應速度的快慢還與插入深度有關(guān)。因此,裝配熱電阻的安裝也需注意,如果裝配熱電阻安裝不合理,可能使其溫度響應時(shí)間達到幾分鐘,從而導致測溫錯誤。在用于精密氣流測量時(shí),廠(chǎng)家還會(huì )在裝配熱電阻保護套管前端開(kāi)有氣流孔,通過(guò)加工手段讓溫度感應端實(shí)現更快、更準的測量目的。選型時(shí),需根據測溫系統的響應要求進(jìn)行選取。