تحلیل خطای ترموکوپل های صنعتی

ترموکوپل زرهی ابزاری برای اندازه گیری دما است. دما یک کمیت فیزیکی مهم است که ارتباط نزدیکی با بسیاری از پدیده های فیزیکی و شیمیایی دارد و تمامی فرآیندهای تولید در پالایشگاه ها در محدوده دمایی خاصی کنترل می شوند. ترموکوپل یک مدار بسته است که از دو ماده مختلف رسانا یا نیمه هادی و سیم های اتصال تشکیل شده است. بخش مرجع انتهای جوش و انتهای سرد انتهای متصل به سیم است.
در استفاده عملی، به ویژه در سیستم های اندازه گیری دمای چند نقطه ای با دقت بالا، ترموکوپل ها تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار می گیرند و در نتیجه خطاهای خاصی در نتایج اندازه گیری ایجاد می شود. ویراستار جنبه های زیر را در کار خود خلاصه کرد که باعث خطاهای اندازه گیری دما در ترموکوپل های زرهی شد.
1، تأثیر هدایت حرارتی بر اجزای اندازه گیری دما
انتهای سرد ترموکوپل همچنان گرما را به بیرون پراکنده می‌کند و باعث ایجاد دمای ناپایدار در هر دو انتهای ترموکوپل می‌شود و نیروی الکتریکی ترموکوپل نیز بر این اساس تغییر می‌کند. علاوه بر این، لوله‌های محافظ فلزی رسانایی حرارتی خوبی دارند و می‌توانند عمیق‌تر وارد شوند، در حالی که لوله‌های محافظ سرامیکی عملکرد عایق خوبی دارند و می‌توانند کم‌عمق‌تر وارد شوند. در اندازه‌گیری دمای مهندسی، عمق درج نیز به حالت استاتیک یا جریان جسم اندازه‌گیری شده مرتبط است.
2، نفوذ نابرابر
1. خود مواد ترموکوپل ناهموار است. ترموکوپل کالیبراسیون باید طبق مقررات در مرکز کوره کالیبراسیون در عمق 300 میلی متری قرار گیرد. با این حال، زمانی که طول ترموکوپل زیاد باشد، بیشتر سیم های ترموکوپل در ناحیه دمای بالا قرار دارند. اگر سیم های ترموکوپل از کیفیت مواد یکنواخت برخوردار باشند، طبق اصل مدارهای همگن، نتایج اندازه گیری مستقل از طول است. در آیین نامه کالیبراسیون موجود برای ترموکوپل های فلزی گرانبها و ارزان قیمت، مقرراتی در مورد ناهمگونی ترموکوپل ها وجود ندارد. فقط در استانداردهای مواد برای سیم های ترموکوپل، الزامات خاصی برای یکنواختی سیم های ترموکوپل وجود دارد.
2. ناهمگونی ناشی از استفاده از سیم های ترموکوپل. ترموکوپل تازه ساخته شده تحت پردازش و خمش مکرر قرار می گیرد و در نتیجه سیم ترموکوپل اعوجاج ماشینکاری می شود. حتی ترموکوپل های مورد استفاده که برای مدت طولانی در معرض دمای بالا قرار می گیرند، ممکن است به دلیل خراب شدن سیم ترموکوپل، تغییراتی را در نیروی الکتروموتور ترموالکتریک تجربه کنند. با افزایش دما، قدرت تخریب افزایش می یابد.
3، تاثیر تابش حرارتی
در طول فرآیند اندازه گیری، دمای دیواره ظرف اندازه گیری شده اغلب با دمای محیط ناسازگار است. به عنوان مثال، هنگام اندازه گیری دمای کوره گرمایش، دمای دیواره کوره بسیار کمتر است و دمای ترموکوپل بسیار بالاتر از دمای ترموکوپل روی دیواره کوره است. بنابراین انتقال حرارت تشعشعی بین آنها اتفاق خواهد افتاد. هنگام اندازه گیری دماهای بالاتر، این خطا بسیار بزرگتر از خطای هدایت حرارتی است و هر چه دمای محیط اندازه گیری شده بیشتر باشد، خطا بیشتر است.