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什么因素會(huì)影響熱電阻響應(yīng)時(shí)間

在溫度場(chǎng)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(shí)間,即熱電阻的響應(yīng)時(shí)間。特別是具有一定流速的氣體或液體,溫度常常是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程,當(dāng)采用熱電阻對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)溫時(shí),特別要注意其動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,熱電阻的響應(yīng)時(shí)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(duì)熱電阻的熱響應(yīng)時(shí)間無(wú)明顯影響。同一使用條件下,熱電阻動(dòng)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?jiǎng)討B(tài)響應(yīng)的客戶在選擇時(shí),需要說(shuō)明測(cè)量介質(zhì)、流量等影響因素,一般廠家都會(huì)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(shí)間為7s,達(dá)到90%。所以,若要迅速反應(yīng)被測(cè)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(shí)也要注意,如果熱電阻安裝不合理,可能使其溫度響應(yīng)時(shí)間達(dá)到數(shù)分鐘,造成測(cè)量誤差。應(yīng)用于精密氣流測(cè)量中,制造企業(yè)也在熱電阻保護(hù)套的前部開(kāi)一個(gè)氣流孔,通過(guò)加工手段讓溫度感應(yīng)端達(dá)到更快、更準(zhǔn)的測(cè)量目的。選擇時(shí),應(yīng)根據(jù)溫度測(cè)量系統(tǒng)的響應(yīng)要求來(lái)選擇。

選擇熱阻探頭的長(zhǎng)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(cè)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(zhǎng)度方向上充分接觸,并能盡量使熱電阻在長(zhǎng)度方向上。在實(shí)際工作中,發(fā)現(xiàn)插入深度不足,是導(dǎo)致測(cè)溫不準(zhǔn)的最常見(jiàn)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(duì)溫度變化的響應(yīng)要求。對(duì)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(zhǎng)時(shí)間受力時(shí),探頭直徑不會(huì)發(fā)生折損。但在溫度測(cè)量對(duì)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(shí),應(yīng)綜合考慮兩者的因素。另外,探頭的外形設(shè)計(jì)有時(shí)和兩個(gè)因素有關(guān),例如外殼設(shè)計(jì)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(shí)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(zhǎng)度范圍、角度和彎曲的最小半徑。千萬(wàn)不要對(duì)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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