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影响热电阻响应时间的因素

2021年06月03日 15:58 次阅读

热电阻插入温场后,需经过一定时间才能与介质达到热平衡,这就是热电阻的响应时间。尤其在带有一定流速的气体或液体中,温度往往是一个动态变化的过程,当利用热电阻进行动态温度测量时,需尤其关注热电阻的动态响应特性。有研究表明,热电阻的响应时间主要与热电阻本身性质、介质、流速等有关,而温度的阶跃变化量对热电阻的热响应时间影响并不大。在相同使用条件下,同一热电阻的动态响应特性数学模型结构一致,根据介质的不同,其模型中的参数会发生变化。因此,对动态响应有需求的客户在选型时,需说明测量介质及流速等影响因素,通常厂家会给出热电阻在某种介质及流速状态下的响应数据,以供参考。例如,JK型热电阻在1m/s流速的空气中,达到90%响应的响应时间为7s。因此,如想要快速反应被测环境温度变化,应选择温度响应速度快的热电阻。

此外,有研究表明:响应速度的快慢还与插入深度有关。因此,热电阻的安装也需注意,如果热电阻安装不合理,可能使其温度响应时间达到几分钟,从而导致测温错误。在用于精密气流测量时,厂家还会在热电阻保护套管前端开有气流孔,通过加工手段让温度感应端实现更快、更准的测量目的。选型时,需根据测温系统的响应要求进行选取。

选取热电阻探针的长度、直径、形状、曲直等因素,首先与热电阻的安装空间有关。一般认为,热电阻安装后插进被测气体或液体的深度需大于热电阻保护管外径的8~10倍,除保证与被测温场的充分接触外,还可以尽量让热电阻在长度方向热胀变形。插入深度不足是目前实际工作现场发现的,是造成测温不准的最常见原因之一。

探头直径的选取除与空间有关外,还与探头受力情况及对温度变化的响应要求有关。在带有一定流速的流体中,探针会受到一定的侧向力,探头直径需保证其在长期受力情况下不发生折损。但是越细的探头灵敏度越高,在对响应速度有要求的测温环境中,探针直径越小越好。因此,选型中需综合考虑这两方面因素。此外,探针的形状设计有时也与这两个因素相关,如外壳设计为阶梯形或锥形,这种在探针尖端将直径减小的操作就是为了在满足整体强度要求的情况下,实现快速响应。

弯曲的安装空间中,目前很多制造商都直接生产有90°弯曲的货架产品,有些制造商还生产有可弯曲探头的热电阻探针,但其对可弯曲的长度范围、角度以及弯曲的最小半径均有限制,使用者应按要求进行使用。切勿对不可弯折的探针生掰硬扭,否则极易造成热电阻外保护壳断裂,失去保护功能。

责任编辑:tzh

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