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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.kimmosasi.net作者:發表時間:2016-12-05

護套材料,熱套管,配件和端接

1.引言
用於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於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,可以使用熱井用於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製造單元;傳感器被容納在不鏽鋼中插入管,通常直徑為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於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。這種布置便於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,傳感器設計為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。熱電偶套管還為傳感器提供保護,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於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。各種材料用於螺釘或焊接端接,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製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。護套的選擇取決於工作溫度,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係。保護管

注意:由於金屬管的高導熱性,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
        金屬或非金屬護套的選擇取決於溫度和工藝氣氛。陶瓷(非金屬)管是易碎的但具有高耐化學性;他們可以與高溫站立(高達1800°C在一些案件)。金屬管,最常見的是不鏽鋼,具有機械優點和更高的導熱性;他們是通常免於熱衝擊,這可容易地導致陶瓷管的護套。根據規定的合金,金屬護套可在高達1150°C的溫度下使用。當需要高純度以避免傳感器時,陶瓷是優越的產品在高溫下被汙染。

陶瓷護套與熱電偶元件
        盡管機械性能相對較差,但使用陶瓷管;不包括使用金屬的條件由於化學原因或由於過高的溫度或由於任何其他原因。它們的主要應用範圍在1000至1800℃之間。它們可以與介質直接接觸,或者可以用作氣密內護套以分離熱電偶從實際金屬保護管。它們應該安裝在高於1200°C的懸掛位置,以防止變形或由於彎曲應力而斷裂。即使是發絲裂紋也可能導致熱電偶的汙染,導致漂移或故障。陶瓷對溫度衝擊的電阻隨其端子導電性和其抗拉強度而增加較大的熱膨脹係數較小。材料的壁厚也很重要;薄壁管優選較大的壁厚。如果它們在溫度變化過快時經常出現裂紋它們被快速地從熱爐中移除。

        因此,使用氣密陶瓷的內部和外部護套是可取的。外部薄壁管保護內部防止溫度衝擊,盡管它們之間的空氣。這延長了組件的壽命,但導致響應較慢。在稀有金屬熱電偶的情況下,陶瓷必須具有非常高的純度。鉑熱電偶非常敏感外來原子汙染。

THERMOWELL
        熱套管為溫度探頭提供保護,防止不利的工作條件,如腐蝕介質,物理衝擊和高壓氣體或液體。它們的使用還允許快速和容易的探針互換,而不需要“開放”過程。

        熱套管采取許多不同的形式,並利用各種材料(通常是不鏽鋼);有各種各樣的線程或法蘭接頭取決於安裝的要求。他們可以從固體材料鑽取最高壓力完整性,或者它們可以采用由管和六角形襯套或凸緣製成的熱袋的形式;後者結構允許更長的浸沒長度。

        熱套管將熱量傳遞到安裝的傳感器,並且由於引入熱慣性。如果存在熱電偶套管,則過程中的任何溫度變化需要更長的時間來影響傳感器;因此響應時間是增加。在指定熱套管時必須考慮這個因素;除非當存在熱平衡時,溫度測量可能在一定程度上不準確。

        最佳孔是重要的參數,因為在熱套管的內壁和探針之間的物理接觸熱耦合必不可少。在熱電偶的情況下,其是尖端感測,重要的是確保探針是完全的護套(與熱套管的尖端接觸)。對於Pt 100傳感器,這是莖傳感,探頭之間的差異外徑和孔徑必須保持絕對最小。

4.選擇THERMOWELL
4.1材料的長度因子
        通常,熱電偶套管材料的選擇主要取決於井麵的腐蝕。高拋光給予所有不鏽鋼和蒙乃爾井提供最大的耐腐蝕性。也可提供特殊等級的不鏽鋼,鉻鉬鋼,矽青銅,哈氏合金B&C,鎳,鈦和蒙乃爾合金。

4.2連接 - 安裝因數
        所有螺紋井均由易焊接或釺焊的材料製成。焊接和釺焊對於安裝要求很重要密封。管螺紋提供機械強度,並且焊接或釺焊提供密封。法蘭井(除了van stone型)由一個棒料庫井,其牢固焊接到一個頂級質量法蘭。標準結構使用主要的“J”槽焊縫和斜槽幹淨的焊縫。這種雙重焊接結構消除了縫隙腐蝕的可能性,因為沒有開放的接頭從裝置的內部或外部露出。插座焊接井安裝簡單,隻需將它們焊接到位。這些孔適合A.S.A。標準插座焊接接頭或法蘭。

4.3插入長度 - 精度因子
        從井的尖端到螺紋或其他連接的下側的距離被定義為插入長度(指定為“U”)。為了獲得最佳精度,這個長度應該足夠大以允許整個溫度敏感部分元件投射到正在測量的介質中。正確安裝的元件:在液體中,元件應浸入其敏感長度加上一英寸,並且在空氣或氣體中,元件應該浸沒到其敏感長度加上三英寸。

4.4內孔尺寸 - 互換性因素
        幾乎所有的安裝使用幾種類型的溫度測量傳感器。可以選擇標準孔徑在工廠內極大的靈活性。同一個井可以容納熱電偶,電阻溫度計和雙金屬溫度計。

4.5帶有速度或直線的速度評估因子
        錐形柄提供更大的剛度和相同的靈敏度。較高的強度重量比使這些井更自然頻率比等效長度直柄井好,從而允許在較高流體速度下操作。