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关于热P+F倍加福传感器的热电效应

2023
08-18

13:19:59

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来源:上海乾拓贸易有限公司

  关于热P+F倍加福传感器的热电效应

  P+F倍加福传感器两种不同的导体两端相互紧密地连接在一起,组合成一个闭合回路,如图所示。当两接点温度不等(T>T0)时,回路中就会产生电动势,从而形成电流,这一现象称为热电效应,该电动势称为热电动势。

  P+F倍加福传感器中间导体定则

  在P+F倍加福传感器可以接入连接导线、测试仪表(如毫伏表、变送器)等,只要保证这些中间导体各自两端的温度相同,则对热电偶的热电势没有影响。

  P+F倍加福传感器冷端处理与温度补偿

  P+F倍加福传感器的热电势大小是热电偶两端温度函数的差,为保证输出热电势是被测温度的单值函数,必须使冷端温度保持恒定;

  P+F倍加福传感器表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据,否则会产生误差。

  P+F倍加福传感器冷端补偿器法和软件处理法。

  ①冰点槽法

  把P+F倍加福传感器参比端置于冰水混合物容器里,使T0=0℃。这种办法仅限于实验室中使用。为了避免冰水导电引起两个连接点短路,必须把连接点分别置于两个玻璃试管里,浸入同一冰点槽,使相互绝缘。

  ②冷端补偿器法

  P+F倍加福传感器利用不平衡电桥产生热电势补偿热电偶因冷端温度变化而引起热电势的变化值。不平衡电桥由R1、R2、R3(锰铜丝绕制)、RCu(铜丝绕制)四个桥臂和桥路电源组成。设计时,在0℃下使电桥平衡(R1=R2=R3=RCu),此时Uab=0 ,U=EAB+Uab=EAB,电桥对仪表读数无影响。

  ③软件处理法

  P+F倍加福传感器不必全靠硬件进行热电偶冷端处理。例如冷端温度恒定但不为0℃的情况,只需在采样后加一个与冷端温度对应的常数即可。

  在不少工程应用中,我们发现使用中的温度传感器套管会发生破裂现象,这会影响着生产机器运行的安全,严重的时候还会发生事故。通过对传感器套管破裂现象的调查,查找原因,我们发现导致温度传感器套管破裂的原因主要有以下几个方面:

  (1)P+F倍加福传感器套管受高速流体冲击,载负过大,应力超过极限,导致套管破裂;

  (2)P+F倍加福传感器套管本身的加工缺陷,导致应力集中,容易造成套管断裂;

  (3)管道振动过大,造成温度传感器套管疲劳损坏;

  (4)流体流经温度传感器套管时,诱发温度传感器套管振动,即温度传感器套管固有频率和流体旋涡脱落频率产生共振。这种共振现象会导致温度传感器套管损坏速度加快,以致断裂。

  综合以上几种易导致温度传感器套管破裂的情形,我们连同热控专业和金属专业进行研究,发现通过以下几种方式,可以减少温度传感器套管破裂现象的发生。

  (1)严格控制传感器套管的插入深度。随着插入深度的增加,保护套管的受力成平方倍的增加。所以,我们测量温度的时候只需将温度传感器套管插入到流体的等温区,而无需插到管道的中心点,这样有利于缩短温度表袋悬臂的长度,达到减小其端点的振幅的效果。

  (2)在保证必要的传感器套管强度情况下,优化选取温度传感器套管的直径。因为当温度传感器套管的直径增加时,表袋受力呈线性增加,所以在选取表袋直径的时候,既要合理保证套管的强度,又要尽可能错开共振危险区。

  (3)改变横截面形状,将其表面加工成结构型式,使流体不产生漩涡脱落现象。

  (4)严格控制检修质量,做好传感器套管材质检查,同时还要做好探伤检查,严防焊口裂缝、断裂等异常事故的发生。

  (5)系统投运时,避免发生管道上阀门突然全开情况。在刚投运开启阀门的瞬间,温度传感器套管将承受很大的单向力,因此在系统刚投运时,要缓慢地P+F倍加福传感器逐渐上升,尽可能减小温度传感器套管正面和背面的压力差,避免套管因单向受力过大而导致套管断裂事故发生。

  P+F倍加福传感器在投入使用时,总会发生一些意向不到的情况,我们要理论结合实际,针对发生的具体情况,提出相应的解决办法。


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