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表面溫度的準(zhǔn)確測(cè)量
點(diǎn)擊次數(shù):6913 更新時(shí)間:2020-01-07

在一些化學(xué)、能源、材料等方面的研究時(shí),為了準(zhǔn)確計(jì)算能源損耗或達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的,會(huì)涉及到表面測(cè)溫,今天在這里簡(jiǎn)單我們簡(jiǎn)單聊一聊表面溫度怎樣準(zhǔn)確測(cè)量。

 

一、表面測(cè)溫的原理基礎(chǔ)

 

在眾多測(cè)溫方式中,接觸性測(cè)溫方式,測(cè)溫的準(zhǔn)確度更高,應(yīng)用更廣泛。對(duì)于表面測(cè)溫,接觸法測(cè)量溫度表面溫度時(shí),測(cè)溫傳感器與表面接觸后,物體表面的溫度等溫線會(huì)被破壞,產(chǎn)生新的等溫線和熱流線,若圖一所示。

假設(shè)表面熱源處在固體內(nèi)部,它的溫度為θ tθ t 高于環(huán)境大氣溫度θ a。表面物體的厚度遠(yuǎn)大于表面的面積,因而可以認(rèn)為一個(gè)半無界的表面,表面溫度θ t 被一個(gè)裸平板測(cè)量端的表面溫度計(jì)——熱電偶或熱電阻,與表面接觸來測(cè)量溫度。在接觸溫度計(jì)的影響下(如圖1 中右圖所示),原來在固體中的等溫線(如圖1 中左所示)被擾動(dòng)變形。另外假定被測(cè)表面和周圍氣體介質(zhì)間的熱傳遞是通過對(duì)流和傳導(dǎo)進(jìn)行的,由于溫度計(jì)的安裝,氣體等溫線在溫度計(jì)周圍變形。

1 接觸法測(cè)表面溫度的等溫線圖

二、表面溫度測(cè)量的誤差Δθ

 

表面溫度測(cè)量由于情況特殊存在三部分誤差:

一部分是由于表面材料及測(cè)溫溫度計(jì)熱導(dǎo)率的不同,周圍環(huán)境的熱傳輸系數(shù)等條件不同,在表面安裝接觸式表面溫度計(jì)后對(duì)于原始溫場(chǎng)的破壞、歪曲而引起的誤差;

二部分表面溫度的測(cè)量設(shè)備與被測(cè)表面之間的非理想接觸,總存在熱阻,由于熱阻的存在而引起的誤差;

三部分是由于表面溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)和不同設(shè)計(jì),溫度計(jì)的感溫點(diǎn)與真正需要測(cè)溫的實(shí)際溫度點(diǎn)總存在一個(gè)距離,由此而引起的誤差。

若要降低表面溫度測(cè)量的誤差,可通過增大感溫元件的接觸面積、選用導(dǎo)熱率大的材料及縮短溫度計(jì)的感溫點(diǎn)到測(cè)溫表面之間的距離來實(shí)現(xiàn)。

 

三、表面溫度的準(zhǔn)確測(cè)量

 

1.鎧裝鉑電阻溫度測(cè)溫

 

采用專門設(shè)計(jì)的測(cè)溫結(jié)構(gòu),與鎧裝鉑電阻溫度計(jì)搭配使用進(jìn)行測(cè)溫,如圖2所示。

管壁結(jié)構(gòu)測(cè)溫示意圖

2中整塊測(cè)溫結(jié)構(gòu)的目的是人為制造一塊區(qū)域,與管壁處于熱平衡狀態(tài),那么這塊區(qū)域的溫度就等同于管壁的溫度。在圖2中,兩處存在導(dǎo)熱膠,一處是為了讓管壁和測(cè)溫結(jié)構(gòu)之間處于良好導(dǎo)熱狀態(tài),一處是為了讓鉑電阻溫度計(jì)和測(cè)溫結(jié)構(gòu)處于良好導(dǎo)熱狀態(tài);另外油漆的作用是使測(cè)溫結(jié)構(gòu)與外界空氣處于絕熱狀態(tài),避免外界空氣對(duì)測(cè)溫產(chǎn)生影響。XIATECH技術(shù)工人可以根據(jù)使用環(huán)境及需求設(shè)計(jì)合適的測(cè)溫結(jié)構(gòu)來幫助客戶達(dá)到表面準(zhǔn)確測(cè)溫。

 

2.薄膜鉑電阻測(cè)溫

 

采用薄膜式鉑電阻溫度計(jì),直接將薄膜式鉑電阻溫度計(jì)貼在管壁上進(jìn)行測(cè)溫,如圖3所示。

薄膜式鉑電阻溫度計(jì)測(cè)溫示意圖

 

在管壁上涂上導(dǎo)熱膠,將薄膜式鉑電阻溫度計(jì)貼在管道側(cè)壁上進(jìn)行測(cè)溫,如圖3所示。這種管壁測(cè)量方法簡(jiǎn)單、便捷,可以比較快捷的反應(yīng)出管壁上的溫度。針對(duì)表面測(cè)溫,XIATEXH開發(fā)的薄膜鉑電阻T7000系列,溫度范圍-50150,準(zhǔn)確度0.05,結(jié)合T1000測(cè)溫儀,可使測(cè)溫結(jié)果準(zhǔn)確度高達(dá)0.05

 

 

3.磁性鉑電阻測(cè)溫

 

若是含鐵材料,可以選用磁性鉑電阻來測(cè)溫,利用磁鐵的吸附功能,在測(cè)溫表面建立等溫塊,從而進(jìn)行溫度測(cè)量。XIATECH開發(fā)的T9000系列磁鐵吸附性鉑電阻,測(cè)溫準(zhǔn)確度0.05℃,是含鐵材料表面測(cè)溫的優(yōu)先選擇。

 

 

 

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