Vilka faktorer bör beaktas vid val av temperaturmätningsmetod och instrument
Den framgångsrika lösningen för kontroll av temperaturprocessen vid ett visst objekt bestäms ofta av det korrekta valet av mätmetod och mätanordning. Uppgiften att välja en metod och en mätanordning är ganska svår, eftersom en optimal lösning måste sökas med hänsyn till många, ofta motstridiga faktorer.
Det finns ofta fall då detta problem inte kan lösas framgångsrikt, och de önskade temperaturvärdena måste hittas indirekt med hjälp av resultaten av mätningar av andra fysiska parametrar för objektet, som är naturligt relaterade till temperaturen. De huvudsakliga faktorerna som avgör valet av mätmetod beskrivs kortfattat nedan.
Uppmätt temperaturområde
Denna faktor är kritisk. Även om många metoder är kända för mätningar i det förhöjda temperaturområdet, med mätningen av den uppmätta temperaturen, blir antalet sådana metoder mer och mer begränsat.
Se:Metoder och instrument för att mäta temperatur
Forskningsprocessens dynamik
När man studerar variabla och speciellt kortsiktiga termiska processer är termiska detektorers termiska tröghet ofta en betydande begränsning av tillämpligheten av kontaktmetoder för temperaturmätning. De svårigheter som uppstår i detta sammanhang kan i många fall övervinnas genom att införa korrigeringar beräknade med lämpliga metoder eller genom att använda speciella korrigeringsanordningar.
Men om förändringen i temperaturen hos föremålet som undersöks åtföljs av en förändring i värmeöverföringsförhållandena, kommer närvaron av termisk tröghet hos den termiska detektorn att leda inte bara till en fördröjning av anordningens avläsningar, utan även till en förvrängning av formen på den registrerade kurvan för temperaturförändringar.
I enheter baserade på användning av beröringsfria temperaturmätmetoder kan mottagare med en mycket kort tidskonstant användas, vilket avsevärt utökar det dynamiska området för mätningar. I detta fall blir de dynamiska egenskaperna hos den använda färdskrivaren en begränsande faktor.
Noggrannhet av mätningar
Kraven på noggrannheten för temperaturmätning med de valda metoderna motsvarar det tillåtna mätfelet för denna parameter som fastställts av denna tekniska process.
Med hänsyn till särdragen hos temperaturmätningar bör man komma ihåg att det tillåtna felet i instrumentell mätning med den valda uppsättningen (termisk detektor med en mätanordning) inte bör vara lika med det tillåtna felet vid temperaturmätning, men i vissa fall det är mycket mindre.
Den nödvändiga noggrannhetsmarginalen för mätuppsättningen bör reserveras för den förväntade instabiliteten hos de termiska detektoregenskaperna, som ofta påträffas vid mätning av höga temperaturer, såväl som för de förväntade värdena för den slumpmässiga komponenten i metodiken och den slumpmässiga komponent av de dynamiska felen för givna mätförhållanden.
Vid bestämning av den erforderliga noggrannhetsklassen för den använda mät- eller registreringsanordningen bör man ta hänsyn till att noggrannhetsklassen kännetecknar enhetens tillåtna grundfel, uttryckt som en procentandel av anordningens hela skalområde. det tillåtna felet kommer att vara detsamma i vilken punkt som helst på skalan.
Därför kan anordningen ha ett sådant värde av grundläggande fel vid vilken punkt som helst på sin skala. Därför kommer det relativa värdet av detta fel som hänför sig till själva mätvärdet att vara desto större ju närmare värdet på det uppmätta värdet är början av skalan.
Låt oss förklara detta med ett exempel. I en mätanordning av klass 0,5 med en skala på 500 - 1500 ° C är det absoluta värdet av det tillåtna felet 5 grader i varje punkt på skalan. Grundfelsvärdet för den här enheten kan nå ett acceptabelt värde.
Dess relativa värde i detta fall kan variera från 5/1500 (0,3 %) i slutet av skalan till 5/500 (1 %) i början av skalan. Därför är det lämpligt att välja en mätanordning med ett sådant område av skalförändringar att de förväntade värdena för det uppmätta värdet passar in i den sista tredjedelen av skalan.
Om beräkningen av de relativa felen utförs med avseende på temperatur, rekommenderas det att den utförs inte med hänsyn till temperaturens absoluta värde, utan endast till det temperaturintervall som täcker den aktuella processen..
Faktum är att beroende på skalan (grader Kelvin eller Celsius) där ett givet temperaturvärde uttrycks, kommer det relativa felet i mätningen att ha ett annat värde, vilket inte kan anses acceptabelt.
Instrumentkänslighetsmätning
När du väljer en mätanordning är det nödvändigt att uppmärksamma det faktum att dess känslighet motsvarar den erforderliga mätnoggrannheten och ger den nödvändiga tidsupplösningen av resultaten av studien av den variabla processen.
Åsikten är felaktig att den mest känsliga mätanordningen kan ge den högsta mätnoggrannheten, vilket ofta inte ens krävs för att studera denna process. Användningen av en enhet med överdrivet hög känslighet kan skapa ett felaktigt intryck av dynamiken i den studerade processen.
En sådan anordning kan vara nyckfull under dessa driftsförhållanden, och dess avläsningar kommer att påverkas av ett antal sidofaktorer (vind som blåser i rummet, vibrationer), vilket skapar en ökad variation i avläsningar som inte är karakteristisk för detta fenomen.
Å andra sidan kommer användningen av en anordning med mycket låg känslighet inte att tillåta observation av små men karakteristiska fluktuationer av denna process, som ett resultat av vilket ett felaktigt intryck av hög temperaturstabilitet av denna process kan uppstå.
Kemiska interaktioner
När man beslutar om möjligheten att använda denna anordning för att mäta höga temperaturer hos ett flytande eller gasformigt medium, är graden av interaktion, å ena sidan, mellan mediet och materialen i den termiska detektorn som införs i det ofta avgörande, och på andra sidan, interaktionen mellan enskilda delar av själva termiska detektorn.
Denna grupp av fenomen inkluderar också den katalytiska effekt som uppstår på ytan av platinagruppmetaller i bränslegasblandningar. Som kemiskt inerta ämnen med avseende på blandningar av brännbara gaser, accelererar platina och palladium reaktionen av komponenterna i blandningen med intensiv värmeavgivning på ytan av katalysatorn och värmer den.
Därför karakteriserar avläsningarna av termiska detektorer med platina- eller palladiumdelar i direkt kontakt med brännbara blandningar inte den jämviktstemperatur som upprättas mellan den termiska detektorn och omgivningen, utan en betydligt högre temperatur orsakad av katalytisk uppvärmning.