溫度傳感器的選用方法-按工況條件選用溫度傳感器

溫度傳感器的選用方法-按淺論溫度傳感器的選用（常見熱電偶工作原理減小熱電偶測量誤差有效熱電偶的溫度控制五個方面教您如何正確的

按工況條件選用溫度傳感器的保護套管：不同的工況條件對溫度傳感器的保護套管要求不盡相同，為了延長熱電極的使用壽命以及提高測溫的準確度，根據特定的使用環境及工況條件選

材料的氣密性好（即氣孔率小）；

2）  應有足夠的強度和穩定性，抗熱沖擊性能好；

3）  材料的紅硬性好，要求材料必須耐磨；

4）  耐化學腐蝕性能好，因為燃煤介質中含有SO2、SO3、Na2O、K2O等腐蝕性氣體；

導熱性好。

安裝焊接性能好。

加工性能及性價比好等以上幾個基本原則。

目前已在工業上應用的熱電偶保護套管材料按其材質主要分金屬材料、非金屬材料、金屬材料和非金屬材料的復合材料三大類。

金屬保護管材料：應用較多的有不銹鋼和高溫合金鋼，這類材料的優點是機械強度高，耐腐蝕性能與導熱性能好，但其高溫熱強性差，故高溫耐磨性較差。

非金屬保護管材料：常用的材料有石英、高溫陶瓷、氧化鎂、氧化鋁等。同金屬材料相比，這類材料的優點是高溫耐磨性好、耐腐蝕性能良好，缺點是導熱率差，熱響應敏感性差，因此管壁不能做得很厚，而管壁的減薄又給應用帶來一系列的問題。陶瓷類材料一般較脆，抗熱震性能差，抗熱劇變性能差，在使用過程中由于沖擊和熱震容易導致脆裂。

復合材料保護套管：近年來發展較快的有金屬陶瓷復合材料和特殊復合涂層材料保護套管。金屬陶瓷復合材料是由金屬基體、陶瓷成分和潤滑劑等組成的多元復合材料。

2． 保護管材料的選用

工業部門被測量介質或場所被測溫度保護管材料化學工業酸     類

醋   酸  10~50%

50%

90%

硫   酸  5~50%

90%

96~100%

硝   酸  5~50%

50%

65%以上

鹽   酸  1~5%

 1~5%

25%

 磷   酸  1~5%

10%

10%

30~85%

乳   酸  5%

5%

10%

檸 檬 酸 15%

15%

鉻    酸 10~50%

鹽      類

* 10%以上

75%

氯 化 鈉 5%以上

碳 酸 鈉 5%以上

硫 酸 鈉 5%以上

亞* 5%以上 

20℃

90℃

20~90℃

20~90℃

90℃

90℃

20℃

90℃

90℃

20℃

 90℃

90℃

 20℃

20℃

90℃

20~90℃

20℃

60℃

90℃

20℃

90℃

90℃

 90℃

100℃

20~90℃

20~90℃

20℃

20℃ 

1Cr18Ni9Ti

Cr18Ni12Mo2Ti

2Cr13

鎳鉬合金（B）

鎳鉬合金（D）

普通鋼

1Cr18Ni9Ti

1Cr18Ni9Ti

Cr18Ni12Mo2Ti

鎳鉬合金（C）

或含14~16%硅的高硅鑄鐵

鎳鉬合金（B）

鎳鉬合金（C）

 1Cr18Ni9Ti

Cr18Ni12Mo2Ti

鎳鉬合金（C）

鎳鉬合金（B）

1Cr18Ni9Ti

Cr18Ni12Mo2Ti

含鉭不銹鋼

1Cr18Ni9Ti

Cr18Ni12Mo2Ti

Cr18Ni12Mo2Ti

 1Cr18Ni9Ti

普通鋼

Cr18Ni12Mo2Ti

1Cr18Ni9Ti

Cr18Ni12Mo2Ti

1Cr18Ni9Ti

 冶金工業鋼    水

銅 熔 液

鋁 熔 液

鋅 熔 液

錫 熔 液

鉛 熔 液

鋼板加熱爐

鍛 造 爐

高爐爐頂

鋼錠加熱爐1600~1700℃

1000~1100℃

900~1000℃

400~500℃

200~300℃

300~400℃

800~900℃

1100~1200℃

1000~1300℃

1300~1400℃金屬陶瓷管

金屬陶瓷管

氮化硅管

高鉻鋼

高鉻鋼

碳鋼

1Cr18Ni9Ti

高鉻鋼

碳化硅管

氧化鋁管

 熱電站主蒸汽管道

普通蒸汽管道400~600℃

300~500℃1Cr18Ni9Ti

1Cr18Ni9Ti

P91

P92

WB323． 保護管設計與強度計算（一般采用經驗法）。

設計要求：用于測量溫度的熱電偶或熱電阻，一般要求它既能迅速準確測溫，又有足夠的強度。這是矛盾的兩個方面，相輔相成的。沒有后者，則前者就無從談起，可是，如果只有后者，而卻不能達到前者的目的，則后者也失去了其存在的意義，通常，后者常表現為矛盾的主要方面，但在一定的條件上，它們也是可以互相轉化的。

強度核算：靜態壓力所產生的垂直應力：

對于圓柱形保護套管，在溫度測量的實際中，通常由于它的壁厚與其外徑相比一般較小，故可認為是薄壁容器。根據材料力學的有關理論，其計算應力為：

P0D

2δ

 δr=           

 式中：P0—保護套管所承受的靜態壓力；D—保護套管外徑；δ—保護套管壁厚；

    振動強度核算：任何一個有質量的物體，均有其固有頻率或稱自然頻率，保護套管當然也不例外，也有它本身的自然頻率。當受振動荷載后（外來的簡諧力）后，根據前面的假定，它將產生無阻尼的強迫振動，此時保護套管被迫以外力頻率振動。其振動方程可寫為：

五．按工況條件選用溫度傳感器的接線盒部件

溫度傳感器的接線盒是用于測溫電信號變送及信號輸出的聯接點。有些簡易溫度傳感器是沒有接線盒的，而在許多場合要使用有接線盒的溫度傳感器。它的選用要注意以下幾點：

1. 根據溫度傳感器被安裝地點的環境污染，決定采用什么防護等級的接線盒。

2. 根據溫度傳感器被安裝地點的環境中存在哪些易燃易爆的介質，決定采用什么防爆等級的接線盒。

3. 根據溫度傳感器的溫度電信號轉換成標準電信號（4-20mA、1-5V），決定采用可安裝溫度變送器的接線盒。

4. 根據溫度傳感器的熱電偶電信號是通過補償導線連接到溫度控制儀表系統的，所以要正確選用補償導線。補償導線有二種，一種是延長線、另一種是補償導線。必須使用與溫度傳感器配套的補償導線，熱電偶與補償導線的正負極應正確連接，否則，不但起不到補償作用，而且還會給測量結果帶來更大的誤差。

溫度傳感器選型舉例：超臨界、超超臨界發電機組中溫度傳感器的選型。

測量精度: 熱電阻為：±（0.15＋0.002|t|）℃ 

熱電阻其常溫絕緣電阻>100MW。

熱電偶為I級：±1.5℃或±0.4％|t|℃；

熱電偶應為絕緣式，其常溫絕緣電阻≥1000MW·m(鎧裝式)；常溫絕緣電阻≥100MW·m(裝配式)；

熱電偶精確度符合下列最小誤差極限：

在0℃～316℃溫度范圍內，±1.7℃;

在 316℃～817℃溫度范圍內，±0.5%；

在817℃～1260℃溫度范圍內，±0.75%。

用于測量煙塵等有沖刷的場合，測溫元件應選用耐磨熱電偶/熱電阻。

部分位置選型情況：  

測點名稱設備名稱型式及規范型號

汽機右側主汽溫度2熱電偶        雙支K分度，0-610℃，27MPa, 54m/s ,插入式焊接1Cr18Ni9Ti 錐型保護管，插深100mmWRNR2-93UC

汽機右側主汽溫度3熱電偶        雙支K分度，0-610℃，27MPa, 54m/s ，插入式焊接1Cr18Ni9Ti 錐型保護管，插深100mmWRNR2-93UC

汽機左側再熱汽溫度熱電偶        雙支K分度，0-610℃，27MPa, 54m/s ，插入式焊接1Cr18Ni9Ti 錐型保護管，插深100mmWRNR2-93UC

汽機右側再熱汽溫度2熱電偶        雙支K分度，0-610℃，27MPa, 54m/s ,，插入式焊接1Cr18Ni9Ti 錐型保護管，插深100mmWRNR2-93UC

3B高壓加熱器進汽管管底溫度熱電偶雙支K分度，0-300℃，35MPa, 5m/s ，管座式焊接1Cr18Ni9Ti 錐型保護管，插深30mmWRNR2-14

3B高壓加熱器進汽溫度熱電偶雙支K分度，0-300℃，35MPa, 5m/s ，，管座式焊接1Cr18Ni9Ti 錐型保護管，插深100mmWRNR2-14

7A低加B側進汽溫度熱電偶雙支T分度，0-200℃，帶固定螺紋式保護管M33x2（抽汽管），有效插深=250mm，鎧裝偶絲長6.5米，配活動卡套螺紋接頭（凝汽器喉部外殼）。WRNR2-15

A一次風機出口溫度熱電阻雙支Pt100 插深l=630mm 總長L=840mm 帶固定螺紋直形保護管  －20～60℃WZP2-633

A空預器出口一次風溫度熱電偶雙支K分度，耐磨型，插深l=630mm 總長L=840mm 帶固定螺紋直形保護管，0~400℃WRNR2-12

日用油罐油溫度2防爆熱電阻雙支Pt100 ，固定法蘭φ=16mm   插深l=1500mm   0~100℃  ，防爆  dIIBT1WZP2-44SA參考文獻

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９、上海自動化儀表股份有限公司銷售公司公司溫度儀表分公司（原上海自動化儀表三、六廠）

接觸式溫度儀表產品說明書