Η μέθοδος τοποθέτησης των θερμοστοιχείων και οι πηγές σφαλμάτων μέτρησης θερμοκρασίας

1, μέθοδος θέσης θερμοστοιχείων

Κατά τη μέτρηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας με θερμοστοιχεία, εκτός από τα φορητά, τα περισσότερα από αυτά είναι εγκατεστημένα. Οι μέθοδοι τοποθέτησης περιλαμβάνουν επιφανειακή τοποθέτηση και τοποθέτηση σχισμών. Κατά την τοποθέτηση σε μεταλλική επιφάνεια, το άκρο μέτρησης του θερμοστοιχείου συχνά συγκολλείται στην μεταλλική επιφάνεια και στη συνέχεια επεκτείνεται κατά μήκος της επιφάνειας (κατά προτίμηση κατά μήκος της ισοθερμίας) για απόσταση πριν οδηγηθεί. Για τα θερμοστοιχεία με σχισμές, τοποθετούνται λεπτή στην επιφάνεια του μετάλλου που δοκιμάζονται, συγκολλούνται με θερμικές επαφές θερμοστοιχείων και στη συνέχεια τοποθετούνται σε κεραμικούς ή πλαστικούς σωλήνες, επεκτείνονται για ορισμένη απόσταση πριν οδηγηθούν. Οι κεραμικοί σωλήνες χρησιμεύουν ως μόνωση και προστασία. Όταν χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των υψηλών θερμοκρασιών επιφάνειας, η σκόνη οξειδίου του αργιλίου προστίθεται στο εξωτερικό του κεραμικού σωλήνα με συγκολλητικό κονιοποιημένο και το γυαλί νερού χρησιμοποιείται ως συγκολλητικό υλικό για να δεσμεύσει το θερμοστοιχείο στην αυλάκωση. Όταν η θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από 400 βαθμούς, χρησιμοποιήστε καλώδια θερμοστοιχείων επικαλυμμένα με στρώμα μόνωσης ανθεκτικού σε υψηλή θερμοκρασία ή επικάλυψη νήματος. Επί του παρόντος, έχουν αναπτυχθεί καλώδια θερμοστοιχείων με εξωτερικά υφάσματα που μπορούν να αντέξουν σε υψηλές θερμοκρασίες 8300 βαθμών. Κατά τη μέτρηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας των μη μεταλλικών υλικών, το άκρο μέτρησης του θερμοστοιχείου δεν μπορεί να συγκολληθεί στην επιφάνεια, αλλά μερικές φορές ένας συλλέκτης θερμότητας μπορεί να κολληθεί και το άκρο μέτρησης του θερμοστοιχείου μπορεί να συγκολληθεί στον συλλέκτη θερμότητας.

2, αλλαγές θερμικής αντίστασης που προκαλούνται από την εγκατάσταση θερμοστοιχείων

Κατά την τοποθέτηση θερμοστοιχείων, το μετρούμενο υλικό απομακρύνεται με σχισμή και αντικαθίστανται το σύρμα θερμοστοιχείων και το μη μεταλλικό στρώμα μόνωσης. Η ισοδύναμη θερμική αγωγιμότητα του υλικού θα διαφέρει από εκείνη του μετρούμενου αντικειμένου. Χωρίς σχισμή, η εγκατάσταση των θερμοστοιχείων αυξάνει το στρώμα τοποθέτησης και και οι δύο καταστάσεις θα προκαλέσουν αλλαγές στη θερμική αντίσταση της μετρούμενης επιφάνειας. Η μεταβολή της θερμικής αντίστασης θα οδηγήσει στην καταστροφή της τοπικής ροής θερμότητας και του πεδίου θερμοκρασίας, αλλάζοντας την αρχική μετρούμενη θερμοκρασία επιφάνειας. Αν και αυτές οι αλλαγές αντικατοπτρίζονται σε μια μικρή τοπική περιοχή ή στο άκρο μέτρησης του θερμοστοιχείου, δεν κάνουν πλέον το άκρο μέτρησης να αισθάνονται τη θερμοκρασία της επιφάνειας του θερμοστοιχείου που δεν έχει αρχικά εγκατασταθεί, προκαλώντας έτσι σφάλματα μέτρησης θερμοκρασίας. Οι προηγούμενοι εργαζόμενοι μέτρησης θερμοκρασίας είχαν περιορισμένη παρατήρηση σε αυτόν τον τομέα.

Επιπλέον, η επιφανειακή εκπομπή του ενσωματωμένου μέρους του θερμοστοιχείου συχνά διαφέρει από την επιφανειακή εκπομπή του ίδιου του μετρούμενου υλικού, το οποίο μπορεί επίσης να προκαλέσει σφάλματα.

Επομένως, κατά τη μέτρηση της θερμοκρασίας επιφάνειας ενός αντικειμένου με ένα θερμοστοιχείο, είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή στην ισοδύναμη θερμική αγωγιμότητα του υλικού θερμοστοιχείου και του χρησιμοποιούμενου στρώματος συγκολλητικού στρώματος, το οποίο θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στη θερμική αγωγιμότητα του μετρούμενου υλικού. Η επιφανειακή εκπομπή του εκτεθειμένου τμήματος θα πρέπει επίσης να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στην εκπομπή της αρχικής μετρούμενης επιφάνειας για να μειωθεί τα σφάλματα που προκαλούνται από τις μεταβολές της θερμικής αντίστασης.

Όταν οι θερμοστοιχείες λεπτού φιλμ ή οι θερμικές αντιστάσεις λεπτής μεμβράνης εγκαθίστανται στην επιφάνεια για τη μέτρηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας, μπορεί επίσης να προκαλέσει αλλαγές στην τοπική θερμική αντίσταση του μετρούμενου αντικειμένου.