温度传感器的选用方法-按工况条件选用温度传感器

温度传感器的选用方法-按工况条件选用温度传感器

温度传感器的选用方法-按浅论温度传感器的选用（常见热电偶工作原理减小热电偶测量误差有效热电偶的温度控制五个方面教您如何正确的

按工况条件选用温度传感器的保护套管：不同的工况条件对温度传感器的保护套管要求不尽相同，为了延长热电极的使用寿命以及提高测温的准确度，根据特定的使用环境及工况条件选

材料的气密性好（即气孔率小）；

2）  应有足够的强度和稳定性，抗热冲击性能好；

3）  材料的红硬性好，要求材料必须耐磨；

4）  耐化学腐蚀性能好，因为燃煤介质中含有SO2、SO3、Na2O、K2O等腐蚀性气体；

导热性好。

安装焊接性能好。

加工性能及性价比好等以上几个基本原则。

目前已在工业上应用的热电偶保护套管材料按其材质主要分金属材料、非金属材料、金属材料和非金属材料的复合材料三大类。

金属保护管材料：应用较多的有不锈钢和高温合金钢，这类材料的优点是机械强度高，耐腐蚀性能与导热性能好，但其高温热强性差，故高温耐磨性较差。

非金属保护管材料：常用的材料有石英、高温陶瓷、氧化镁、氧化铝等。同金属材料相比，这类材料的优点是高温耐磨性好、耐腐蚀性能良好，缺点是导热率差，热响应敏感性差，因此管壁不能做得很厚，而管壁的减薄又给应用带来一系列的问题。陶瓷类材料一般较脆，抗热震性能差，抗热剧变性能差，在使用过程中由于冲击和热震容易导致脆裂。

复合材料保护套管：近年来发展较快的有金属陶瓷复合材料和特殊复合涂层材料保护套管。金属陶瓷复合材料是由金属基体、陶瓷成分和润滑剂等组成的多元复合材料。

2． 保护管材料的选用

工业部门被测量介质或场所被测温度保护管材料化学工业酸     类

醋   酸  10~50%

50%

90%

硫   酸  5~50%

90%

96~100%

硝   酸  5~50%

50%

65%以上

盐   酸  1~5%

 1~5%

25%

 磷   酸  1~5%

10%

10%

30~85%

乳   酸  5%

5%

10%

柠 檬 酸 15%

15%

铬    酸 10~50%

盐      类

氢氧化钠 10%以上

75%

氯 化 钠 5%以上

碳 酸 钠 5%以上

硫 酸 钠 5%以上

亚硫酸钠 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

镍钼合金（B）

镍钼合金（D）

普通钢

1Cr18Ni9Ti

1Cr18Ni9Ti

Cr18Ni12Mo2Ti

镍钼合金（C）

或含14~16%硅的高硅铸铁

镍钼合金（B）

镍钼合金（C）

 1Cr18Ni9Ti

Cr18Ni12Mo2Ti

镍钼合金（C）

镍钼合金（B）

1Cr18Ni9Ti

Cr18Ni12Mo2Ti

含钽不锈钢

1Cr18Ni9Ti

Cr18Ni12Mo2Ti

Cr18Ni12Mo2Ti

 1Cr18Ni9Ti

普通钢

Cr18Ni12Mo2Ti

1Cr18Ni9Ti

Cr18Ni12Mo2Ti

1Cr18Ni9Ti

 冶金工业钢    水

铜 熔 液

铝 熔 液

锌 熔 液

锡 熔 液

铅 熔 液

钢板加热炉

锻 造 炉

高炉炉顶

钢锭加热炉1600~1700℃

1000~1100℃

900~1000℃

400~500℃

200~300℃

300~400℃

800~900℃

1100~1200℃

1000~1300℃

1300~1400℃金属陶瓷管

金属陶瓷管

氮化硅管

高铬钢

高铬钢

碳钢

1Cr18Ni9Ti

高铬钢

碳化硅管

氧化铝管

 热电站主蒸汽管道

普通蒸汽管道400~600℃

300~500℃1Cr18Ni9Ti

1Cr18Ni9Ti

P91

P92

WB323． 保护管设计与强度计算（一般采用经验法）。

设计要求：用于测量温度的热电偶或热电阻，一般要求它既能迅速准确测温，又有足够的强度。这是矛盾的两个方面，相辅相成的。没有后者，则前者就无从谈起，可是，如果只有后者，而却不能达到前者的目的，则后者也失去了其存在的意义，通常，后者常表现为矛盾的主要方面，但在一定的条件上，它们也是可以互相转化的。

强度核算：静态压力所产生的垂直应力：

对于圆柱形保护套管，在温度测量的实际中，通常由于它的壁厚与其外径相比一般较小，故可认为是薄壁容器。根据材料力学的有关理论，其计算应力为：

P0D

2δ

 δr=           

 式中：P0—保护套管所承受的静态压力；D—保护套管外径；δ—保护套管壁厚；

    振动强度核算：任何一个有质量的物体，均有其固有频率或称自然频率，保护套管当然也不例外，也有它本身的自然频率。当受振动荷载后（外来的简谐力）后，根据前面的假定，它将产生无阻尼的强迫振动，此时保护套管被迫以外力频率振动。其振动方程可写为：

五．按工况条件选用温度传感器的接线盒部件

温度传感器的接线盒是用于测温电信号变送及信号输出的联接点。有些简易温度传感器是没有接线盒的，而在许多场合要使用有接线盒的温度传感器。它的选用要注意以下几点：

1. 根据温度传感器被安装地点的环境污染，决定采用什么防护等级的接线盒。

2. 根据温度传感器被安装地点的环境中存在哪些易燃易爆的介质，决定采用什么防爆等级的接线盒。

3. 根据温度传感器的温度电信号转换成标准电信号（4-20mA、1-5V），决定采用可安装温度变送器的接线盒。

4. 根据温度传感器的热电偶电信号是通过补偿导线连接到温度控制仪表系统的，所以要正确选用补偿导线。补偿导线有二种，一种是延长线、另一种是补偿导线。必须使用与温度传感器配套的补偿导线，热电偶与补偿导线的正负极应正确连接，否则，不但起不到补偿作用，而且还会给测量结果带来更大的误差。

温度传感器选型举例：超临界、超超临界发电机组中温度传感器的选型。

测量精度: 热电阻为：±（0.15＋0.002|t|）℃ 

热电阻其常温绝缘电阻>100MW。

热电偶为I级：±1.5℃或±0.4％|t|℃；

热电偶应为绝缘式，其常温绝缘电阻≥1000MW·m(铠装式)；常温绝缘电阻≥100MW·m(装配式)；

热电偶精确度符合下列最小误差极限：

在0℃～316℃温度范围内，±1.7℃;

在 316℃～817℃温度范围内，±0.5%；

在817℃～1260℃温度范围内，±0.75%。

用于测量烟尘等有冲刷的场合，测温元件应选用耐磨热电偶/热电阻。

部分位置选型情况：  

测点名称设备名称型式及规范型号

汽机右侧主汽温度2热电偶        双支K分度，0-610℃，27MPa, 54m/s ,插入式焊接1Cr18Ni9Ti 锥型保护管，插深100mmWRNR2-93UC

汽机右侧主汽温度3热电偶        双支K分度，0-610℃，27MPa, 54m/s ，插入式焊接1Cr18Ni9Ti 锥型保护管，插深100mmWRNR2-93UC

汽机左侧再热汽温度热电偶        双支K分度，0-610℃，27MPa, 54m/s ，插入式焊接1Cr18Ni9Ti 锥型保护管，插深100mmWRNR2-93UC

汽机右侧再热汽温度2热电偶        双支K分度，0-610℃，27MPa, 54m/s ,，插入式焊接1Cr18Ni9Ti 锥型保护管，插深100mmWRNR2-93UC

3B高压加热器进汽管管底温度热电偶双支K分度，0-300℃，35MPa, 5m/s ，管座式焊接1Cr18Ni9Ti 锥型保护管，插深30mmWRNR2-14

3B高压加热器进汽温度热电偶双支K分度，0-300℃，35MPa, 5m/s ，，管座式焊接1Cr18Ni9Ti 锥型保护管，插深100mmWRNR2-14

7A低加B侧进汽温度热电偶双支T分度，0-200℃，带固定螺纹式保护管M33x2（抽汽管），有效插深=250mm，铠装偶丝长6.5米，配活动卡套螺纹接头（凝汽器喉部外壳）。WRNR2-15

A一次风机出口温度热电阻双支Pt100 插深l=630mm 总长L=840mm 带固定螺纹直形保护管  －20～60℃WZP2-633

A空预器出口一次风温度热电偶双支K分度，耐磨型，插深l=630mm 总长L=840mm 带固定螺纹直形保护管，0~400℃WRNR2-12

日用油罐油温度2防爆热电阻双支Pt100 ，固定法兰φ=16mm   插深l=1500mm   0~100℃  ，防爆  dIIBT1WZP2-44SA参考文献

1、孙宏飞、万殿茂   新材料技术在热电偶保护套管中的研究应用现状「J」  中国仪器仪表，2002，（3）：1-5

2、蔡捷伟       热电偶保护管的性能和选用「J」  传感器世界，2002，（10）：25-29

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8、游伯坤、阚家钜、江兆章  温度测量与仪表—热电偶和热电阻  科学技术文献出版社  1990，（9）

９、上海自动化仪表股份有限公司销售公司公司温度仪表分公司（原上海自动化仪表三、六厂）

接触式温度仪表产品说明书