Katere dejavnike je treba upoštevati pri izbiri metode in instrumentov za merjenje temperature

Uspešna rešitev nadzora temperaturnega procesa na posameznem objektu je pogosto odvisna od pravilne izbire merilne metode in merilne naprave. Naloga izbire metode in merilne naprave je precej težka, saj je treba iskati optimalno rešitev ob upoštevanju številnih, pogosto nasprotujočih si dejavnikov.

Pogosto so primeri, ko tega problema ni mogoče uspešno rešiti in je treba želene temperaturne vrednosti najti posredno, z uporabo rezultatov meritev drugih fizikalnih parametrov objekta, ki so seveda povezani s temperaturo. Spodaj so na kratko opisani glavni dejavniki, ki določajo izbiro merilne metode.

Izmerjeno temperaturno območje

Ta dejavnik je kritičen. Čeprav je za meritve v območju povišanih temperatur poznanih veliko metod, se z merjenjem izmerjene temperature število tovrstnih metod vedno bolj omejuje.

poglej:Metode in instrumenti za merjenje temperature

Dinamika raziskovalnega procesa

Pri proučevanju spremenljivih in predvsem kratkotrajnih toplotnih procesov je toplotna vztrajnost termičnih detektorjev pogosto pomembna omejitev uporabnosti kontaktnih metod merjenja temperatur. Težave, ki nastanejo pri tem, je v mnogih primerih mogoče premagati z uvedbo popravkov, izračunanih z ustreznimi metodami ali z uporabo posebnih korekcijskih naprav.

Če pa spremembo temperature preiskovanega predmeta spremlja sprememba pogojev prenosa toplote, bo prisotnost toplotne vztrajnosti toplotnega detektorja povzročila ne le zamudo pri odčitkih naprave, ampak tudi tudi na popačenje oblike zapisane krivulje temperaturnih sprememb.

V napravah, ki temeljijo na uporabi brezkontaktnih metod merjenja temperature, je mogoče uporabiti sprejemnike z zelo kratko časovno konstanto in s tem bistveno razširiti dinamični obseg meritev. V tem primeru postanejo dinamične značilnosti uporabljene snemalne opreme omejevalni dejavnik.

Natančnost meritev

Zahteve za točnost merjenja temperature z izbranimi metodami ustrezajo dovoljenemu merilnemu pogrešku tega parametra, ki ga določa ta tehnološki proces.

Upoštevajoč posebnosti meritev temperature je treba upoštevati, da dovoljena napaka instrumentalne meritve z izbranim kompletom (toplotni detektor z merilno napravo) ne sme biti enaka dopustni napaki meritve temperature, ampak v nekaterih primerih je zelo manj.

Potrebna meja natančnosti merilnega sklopa mora biti rezervirana za pričakovano nestabilnost karakteristik termičnega detektorja, ki je pogosto prisotna pri merjenju visokih temperatur, kot tudi za pričakovane vrednosti naključne komponente metodologije in naključne komponenta dinamičnih napak za dane pogoje merjenja.

Pri določanju zahtevanega razreda točnosti uporabljene merilne ali zapisovalne naprave je treba upoštevati, da razred točnosti označuje dovoljeno osnovno napako naprave, izraženo v odstotkih celotnega obsega lestvice naprave. dopustna napaka bo enaka v kateri koli točki na lestvici.

Zato ima lahko naprava takšno vrednost osnovne napake na kateri koli točki na svoji lestvici. Zato bo relativna vrednost te napake glede na samo izmerjeno vrednost tem večja, čim bližje je vrednost izmerjene vrednosti začetku lestvice.

Razložimo to s primerom. V merilni napravi razreda 0,5 z lestvico 500-1500 ° C je absolutna vrednost dovoljene napake 5 stopinj na vsaki točki lestvice. Osnovna vrednost napake za to napravo lahko doseže sprejemljivo vrednost.

Njegova relativna vrednost v tem primeru lahko variira od 5/1500 (0,3 %) na koncu lestvice do 5/500 (1 %) na začetku lestvice. Zato je priporočljivo izbrati merilno napravo s takšnim razponom spreminjanja lestvice, da se pričakovane vrednosti izmerjene vrednosti prilegajo zadnji tretjini lestvice.

Če se izračun relativnih napak izvaja glede na temperaturo, potem je priporočljivo, da se ne izvaja glede na absolutno vrednost temperature, temveč samo temperaturni interval, ki zajema obravnavani proces..

Dejansko bo imela relativna napaka meritve različno vrednost, odvisno od lestvice (stopinje Kelvina ali Celzija), v kateri je izražena določena temperaturna vrednost, ki je ni mogoče šteti za sprejemljivo.

Merjenje občutljivosti instrumenta

Pri izbiri merilne naprave je treba paziti na to, da njena občutljivost ustreza zahtevani natančnosti merjenja in zagotavlja potrebno časovno ločljivost rezultatov študije spremenljivega procesa.

Zmotno je mnenje, da lahko najbolj občutljiva merilna naprava zagotovi največjo merilno natančnost, ki pa pogosto niti ni potrebna za preučevanje tega procesa. Uporaba naprave s pretirano visoko občutljivostjo lahko ustvari napačen vtis o dinamiki proučevanega procesa.

Takšna naprava je lahko muhasta v teh pogojih delovanja, na njene odčitke pa bodo vplivali številni stranski dejavniki (pihanje vetra v prostoru, tresljaji), kar ustvarja povečano variacijo odčitkov, ki ni značilna za ta pojav.

Po drugi strani pa uporaba naprave z zelo nizko občutljivostjo ne bo omogočila opazovanja majhnih, a značilnih nihanj tega procesa, zaradi česar se lahko pojavi napačen vtis visoke temperaturne stabilnosti tega procesa.

Kemijske interakcije

Pri odločanju o možnosti uporabe te naprave za merjenje visokih temperatur tekočega ali plinastega medija je na eni strani pogosto odločilna stopnja interakcije med medijem in materiali termičnega detektorja, ki je vanj vnesen, na eni strani pa druga stran pa interakcija posameznih delov samega termičnega detektorja.

V to skupino pojavov spada tudi katalitični učinek, ki se pojavi na površini kovin platinske skupine v mešanicah gorivnega plina. Kot kemično inertni snovi glede na mešanice gorljivih plinov platina in paladij pospešujeta reakcijo komponent zmesi z intenzivnim sproščanjem toplote na površini katalizatorja in jo segrevata.

Zato odčitki toplotnih detektorjev s platinastimi ali paladijevimi deli v neposrednem stiku z gorljivimi zmesmi ne označujejo ravnotežne temperature, vzpostavljene med termičnim detektorjem in okoljem, temveč bistveno višjo temperaturo, ki jo povzroči katalitsko segrevanje.

Poglej tudi:Prednosti in slabosti različnih temperaturnih senzorjev