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從材料角度介紹熱電偶配件及護套的種類

來源:www.plainstext.com作者:發表時間:2016-12-05

護套材料,熱套管,配件和端接

1.引言
用于實驗室和工業用途的溫度傳感器元件通常應由某種形式的護套或外殼保護。有多種安裝配件和附件可用于在實際過程中方便安裝以允許與儀器的方便的互連。


2.施工
2.1工業溫度探頭
Pt100熱電偶傳感器的裝配圖示相同。保護管或護套,容納熱電偶或Pt100直接或間接通過插入。另外,可以使用熱井用于安裝的目的探測進程或應用程序。

傳感器插入件是由傳感器和端子基座組成的制造單元;傳感器被容納在不鏽鋼中插入管,通常直徑爲6或8mm,然後插入實際的保護管。良好的護套與物理插入件頂端和護套端部之間的接觸對于確保良好的熱傳遞是必要的。在端子中使用彈簧觸點基礎保持這種接觸。這種布置便于在需要時容易地更換傳感器。在a的情況下礦物絕緣熱電偶或Pt100,傳感器設計爲與插入管一體的部分。

當未指定傳感器插入時,傳感器直接安裝在探頭中,並使用合適的絕緣材料來實現根據需要與護套壁電氣和/或熱隔離。缺點是每當需要更換時比沒有替代,除了,改變整個組件。溫度變送器可以安裝在端子座上提供完整的傳感器和信號調節插件。

可以使用熱套管或口袋,以便在更換傳感器時不會對過程造成幹擾。熱電偶套管還爲傳感器提供保護,防止侵蝕性介質以及保持物理過程完整性如果傳感器通過螺紋或法蘭永久地安裝到過程中,則可以移除傳感器。

2.2端子頭
有許多類型的終端頭可用于滿足各種應用的要求。變化可以多樣化尺寸,材料,適應性,耐介質性,耐火性甚至爆炸等“頭”允許連接延長線。各種材料用于螺釘或焊接端接,包括銅,鍍黃銅等

2.3替代終止
替代端子頭包括直接退出探頭的延伸引線,插頭和插座連接到探頭和“尾部”。當不需要頭部時可以實現成本節約,盡管整體的耐用性可能受到一定程度的限制特別是當指定直接延長引線時。

2.4護套材料
護套材料範圍從溫和不鏽鋼到耐火氧化物(陶瓷)和各種異國材料,包括稀有材料金屬。護套的選擇取決于工作溫度,介質特性,耐久性和其他考慮因素包括與傳感器類型的材料關系。保護管

注意:由于金屬管的高導熱性,最小插入長度應該是二十五倍以上其總直徑消除了熱傳導誤差。

金屬和非金屬材料
        金属或非金属护套的选择取决于温度和工艺气氛。陶瓷(非金属)管是易碎的但具有高耐化学性;他们可以与高温站立(高达1800°C在一些案件)。金属管,最常见的是不锈钢,具有机械优点和更高的导热性;他们是通常免于热冲击,这可容易地导致陶瓷管的护套。根据规定的合金,金属护套可在高达1150°C的温度下使用。当需要高纯度以避免传感器时,陶瓷是优越的产品在高温下被污染。

陶瓷護套與熱電偶元件
        尽管机械性能相对较差,但使用陶瓷管;不包括使用金属的条件由于化学原因或由于过高的温度或由于任何其他原因。它们的主要应用范围在1000至1800℃之间。它们可以与介质直接接触,或者可以用作气密内护套以分离熱電偶从实际金属保护管。它们应该安装在高于1200°C的悬挂位置,以防止变形或由于弯曲应力而断裂。即使是发丝裂纹也可能导致熱電偶的污染,导致漂移或故障。陶瓷对温度冲击的电阻随其端子导电性和其抗拉强度而增加较大的热膨胀系数较小。材料的壁厚也很重要;薄壁管优选较大的壁厚。如果它们在温度变化过快时经常出现裂纹它们被快速地从热炉中移除。

        因此,使用气密陶瓷的内部和外部护套是可取的。外部薄壁管保护内部防止温度冲击,尽管它们之间的空气。这延长了组件的寿命,但导致响应较慢。在稀有金属熱電偶的情况下,陶瓷必须具有非常高的纯度。铂熱電偶非常敏感外来原子污染。

THERMOWELL
        热套管为温度探头提供保护,防止不利的工作条件,如腐蚀介质,物理冲击和高压气体或液体。它们的使用还允许快速和容易的探针互换,而不需要“开放”过程。

        热套管采取许多不同的形式,并利用各种材料(通常是不锈钢);有各种各样的线程或法兰接头取决于安装的要求。他们可以从固体材料钻取最高压力完整性,或者它们可以采用由管和六角形衬套或凸缘制成的热袋的形式;后者结构允许更长的浸没长度。

        热套管将热量传递到安装的传感器,并且由于引入热惯性。如果存在熱電偶套管,则过程中的任何温度变化需要更长的时间来影响传感器;因此响应时间是增加。在指定热套管时必须考虑这个因素;除非当存在热平衡时,温度测量可能在一定程度上不准确。

        最佳孔是重要的参数,因为在热套管的内壁和探针之间的物理接触热耦合必不可少。在熱電偶的情况下,其是尖端感测,重要的是确保探针是完全的护套(与热套管的尖端接触)。对于Pt 100传感器,这是茎传感,探头之间的差异外径和孔径必须保持绝对最小。

4.選擇THERMOWELL
4.1材料的長度因子
        通常,熱電偶套管材料的选择主要取决于井面的腐蚀。高抛光给予所有不锈钢和蒙乃尔井提供最大的耐腐蚀性。也可提供特殊等级的不锈钢,铬钼钢,硅青铜,哈氏合金B&C,镍,钛和蒙乃尔合金。

4.2连接 - 安装因数
        所有螺纹井均由易焊接或钎焊的材料制成。焊接和钎焊对于安装要求很重要密封。管螺纹提供机械强度,并且焊接或钎焊提供密封。法兰井(除了van stone型)由一个棒料库井,其牢固焊接到一个顶级质量法兰。标准结构使用主要的“J”槽焊缝和斜槽干净的焊缝。这种双重焊接结构消除了缝隙腐蚀的可能性,因为没有开放的接头从装置的内部或外部露出。插座焊接井安装简单,只需将它们焊接到位。这些孔适合A.S.A。标准插座焊接接头或法兰。

4.3插入长度 - 精度因子
        从井的尖端到螺纹或其他连接的下侧的距离被定义为插入长度(指定为“U”)。为了获得最佳精度,这个长度应该足够大以允许整个温度敏感部分元件投射到正在测量的介质中。正确安装的元件:在液体中,元件应浸入其敏感长度加上一英寸,并且在空气或气体中,元件应该浸没到其敏感长度加上三英寸。

4.4内孔尺寸 - 互换性因素
        几乎所有的安装使用几种类型的温度测量传感器。可以选择标准孔径在工厂内极大的灵活性。同一个井可以容纳熱電偶,电阻温度计和双金属温度计。

4.5帶有速度或直線的速度評估因子
        锥形柄提供更大的刚度和相同的灵敏度。较高的强度重量比使这些井更自然频率比等效长度直柄井好,从而允许在较高流体速度下操作。