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在一些化學、能源、材料等方麵的研究時,為(wei) 了準確計算能源損耗或達到實驗的目的,會(hui) 涉及到表麵測溫,今天在這裏簡單我們(men) 簡單聊一聊表麵溫度怎樣準確測量。
一、表麵測溫的原理基礎
在眾(zhong) 多測溫方式中,接觸性測溫方式,測溫的準確度更高,應用更廣泛。對於(yu) 表麵測溫,接觸法測量溫度表麵溫度時,測溫傳(chuan) 感器與(yu) 表麵接觸後,物體(ti) 表麵的溫度等溫線會(hui) 被破壞,產(chan) 生新的等溫線和熱流線,若圖一所示。
假設表麵熱源處在固體(ti) 內(nei) 部,它的溫度為(wei) θ t,θ t 高於(yu) 環境大氣溫度θ a。表麵物體(ti) 的厚度遠大於(yu) 表麵的麵積,因而可以認為(wei) 一個(ge) 半無界的表麵,表麵溫度θ t 被一個(ge) 裸平板測量端的表麵溫度計——熱電偶或熱電阻,與(yu) 表麵接觸來測量溫度。在接觸溫度計的影響下(如圖1 中右圖所示),原來在固體(ti) 中的等溫線(如圖1 中左所示)被擾動變形。另外假定被測表麵和周圍氣體(ti) 介質間的熱傳(chuan) 遞是通過對流和傳(chuan) 導進行的,由於(yu) 溫度計的安裝,氣體(ti) 等溫線在溫度計周圍變形。
圖1 接觸法測表麵溫度的等溫線圖
二、表麵溫度測量的誤差Δθ
表麵溫度測量由於(yu) 情況特殊存在三部分誤差:
一部分是由於(yu) 表麵材料及測溫溫度計熱導率的不同,周圍環境的熱傳(chuan) 輸係數等條件不同,在表麵安裝接觸式表麵溫度計後對於(yu) 原始溫場的破壞、歪曲而引起的誤差;
二部分表麵溫度的測量設備與(yu) 被測表麵之間的非理想接觸,總存在熱阻,由於(yu) 熱阻的存在而引起的誤差;
三部分是由於(yu) 表麵溫度計的結構和不同設計,溫度計的感溫點與(yu) 真正需要測溫的實際溫度點總存在一個(ge) 距離,由此而引起的誤差。
若要降低表麵溫度測量的誤差,可通過增大感溫元件的接觸麵積、選用導熱率大的材料及縮短溫度計的感溫點到測溫表麵之間的距離來實現。
三、表麵溫度的準確測量
1.鎧裝鉑電阻溫度測溫
采用專(zhuan) 門設計的測溫結構,與(yu) 鎧裝鉑電阻溫度計搭配使用進行測溫,如圖2所示。
圖2 管壁結構測溫示意圖
圖2中整塊測溫結構的目的是人為(wei) 製造一塊區域,與(yu) 管壁處於(yu) 熱平衡狀態,那麽(me) 這塊區域的溫度就等同於(yu) 管壁的溫度。在圖2中,兩(liang) 處存在導熱膠,一處是為(wei) 了讓管壁和測溫結構之間處於(yu) 良好導熱狀態,一處是為(wei) 了讓鉑電阻溫度計和測溫結構處於(yu) 良好導熱狀態;另外油漆的作用是使測溫結構與(yu) 外界空氣處於(yu) 絕熱狀態,避免外界空氣對測溫產(chan) 生影響。XIATECH技術工人可以根據使用環境及需求設計合適的測溫結構來幫助客戶達到表麵準確測溫。
2.薄膜鉑電阻測溫
采用薄膜式鉑電阻溫度計,直接將薄膜式鉑電阻溫度計貼在管壁上進行測溫,如圖3所示。
圖3 薄膜式鉑電阻溫度計測溫示意圖
在管壁上塗上導熱膠,將薄膜式鉑電阻溫度計貼在管道側(ce) 壁上進行測溫,如圖3所示。這種管壁測量方法簡單、便捷,可以比較快捷的反應出管壁上的溫度。針對表麵測溫,XIATEXH開發的薄膜鉑電阻T7000係列,溫度範圍-50℃到150℃,準確度0.05℃,結合T1000測溫儀(yi) ,可使測溫結果準確度高達0.05℃。
3.磁性鉑電阻測溫
若是含鐵材料,可以選用磁性鉑電阻來測溫,利用磁鐵的吸附功能,在測溫表麵建立等溫塊,從(cong) 而進行溫度測量。XIATECH開發的T9000係列磁鐵吸附性鉑電阻,測溫準確度0.05℃,是含鐵材料表麵測溫的優(you) 先選擇。