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什么因素會影響熱電阻響應(yīng)時間

在溫度場中插入熱電阻后,在與介質(zhì)達(dá)到熱平衡之后,需要一定的時間,即熱電阻的響應(yīng)時間。特別是具有一定流速的氣體或液體,溫度常常是一個動態(tài)變化的過程,當(dāng)采用熱電阻對其進(jìn)行動態(tài)測溫時,特別要注意其動態(tài)響應(yīng)特性。實驗結(jié)果表明,熱電阻的響應(yīng)時間主要與熱電阻本身性質(zhì)、介質(zhì)、流速等有關(guān),而溫度的階躍變化對熱電阻的熱響應(yīng)時間無明顯影響。同一使用條件下,熱電阻動態(tài)響應(yīng)特性數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)是一致的,模型參數(shù)隨介質(zhì)的不同而變化。所以,需要動態(tài)響應(yīng)的客戶在選擇時,需要說明測量介質(zhì)、流量等影響因素,一般廠家都會給出在一定介質(zhì)和速度條件下熱電阻的響應(yīng)數(shù)據(jù),供參考。比如,JK型熱電阻在每秒1m/s的空氣中,響應(yīng)時間為7s,達(dá)到90%。所以,若要迅速反應(yīng)被測環(huán)境溫度變化,則應(yīng)選用溫度響應(yīng)快的熱阻。

熱電阻,另外,響應(yīng)速度的加快也與插入深度密切相關(guān)。所以,安裝熱電阻時也要注意,如果熱電阻安裝不合理,可能使其溫度響應(yīng)時間達(dá)到數(shù)分鐘,造成測量誤差。應(yīng)用于精密氣流測量中,制造企業(yè)也在熱電阻保護(hù)套的前部開一個氣流孔,通過加工手段讓溫度感應(yīng)端達(dá)到更快、更準(zhǔn)的測量目的。選擇時,應(yīng)根據(jù)溫度測量系統(tǒng)的響應(yīng)要求來選擇。

選擇熱阻探頭的長度、直徑、形狀、曲直等參數(shù),首先要考慮安裝熱阻的位置。一般而言,熱電阻安裝后插入被測氣體或液體的深度,需要比熱電阻保護(hù)管外徑的8~10倍以上,并能保證熱電阻在長度方向上充分接觸,并能盡量使熱電阻在長度方向上。在實際工作中,發(fā)現(xiàn)插入深度不足,是導(dǎo)致測溫不準(zhǔn)的最常見原因之一。

除了探針直徑的選擇之外,還要考慮探頭的受力狀況和對溫度變化的響應(yīng)要求。對于一定流速的流體,探頭在一定的側(cè)壓力下,需要保證探頭在長時間受力時,探頭直徑不會發(fā)生折損。但在溫度測量對響應(yīng)速度要求較高的情況下,探頭的直徑越小,探頭的直徑就越小。所以,在選擇時,應(yīng)綜合考慮兩者的因素。另外,探頭的外形設(shè)計有時和兩個因素有關(guān),例如外殼設(shè)計成階梯狀或者圓錐狀,這樣可以減少探頭頂端的直徑,從而在滿足總體強(qiáng)度要求的情況下,實現(xiàn)快速反應(yīng)。

目前,許多廠家直接生產(chǎn)90°彎曲形貨架產(chǎn)品,還有一些廠家生產(chǎn)可彎曲探頭的熱電阻探針,但是它可以根據(jù)用戶需要的彎曲長度范圍、角度和彎曲的最小半徑。千萬不要對不可彎曲的探針生硬扭結(jié),否則極容易導(dǎo)致保護(hù)殼外熱電阻破裂,失去保護(hù)功能。

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