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表面温度的精准测量
点击次数:1952 发布时间:2020-01-07

在一些化学、能源、材料等方面的研究时,为了精准计算能源损耗或达到实验的目的,会涉及到表面测温,今天在这里简单我们简单聊一聊表面温度怎样精准测量。

 

一、表面测温的原理基础

 

在众多测温方式中,接触性测温方式,测温的准确度更高,应用更广泛。对于表面测温,接触法测量温度表面温度时,测温传感器与表面接触后,物体表面的温度等温线会被破坏,产生新的等温线和热流线,若图一所示。

假设表面热源处在固体内部,它的温度为θ tθ t 高于环境大气温度θ a。表面物体的厚度远大于表面的面积,因而可以认为一个半无界的表面,表面温度θ t 被一个裸平板测量端的表面温度计——热电偶或热电阻,与表面接触来测量温度。在接触温度计的影响下(如图1 中右图所示),原来在固体中的等温线(如图1 中左所示)被扰动变形。另外假定被测表面和周围气体介质间的热传递是通过对流和传导进行的,由于温度计的安装,气体等温线在温度计周围变形。

1 接触法测表面温度的等温线图

二、表面温度测量的误差Δθ

 

表面温度测量由于情况特殊存在三部分误差:

一部分是由于表面材料及测温温度计热导率的不同,周围环境的热传输系数等条件不同,在表面安装接触式表面温度计后对于原始温场的破坏、歪曲而引起的误差;

二部分表面温度的测量设备与被测表面之间的非理想接触,总存在热阻,由于热阻的存在而引起的误差;

三部分是由于表面温度计的结构和不同设计,温度计的感温点与真正需要测温的实际温度点总存在一个距离,由此而引起的误差。

若要降低表面温度测量的误差,可通过增大感温元件的接触面积、选用导热率大的材料及缩短温度计的感温点到测温表面之间的距离来实现。

 

三、表面温度的精准测量

 

1.铠装铂电阻温度测温

 

采用专门设计的测温结构,与铠装铂电阻温度计搭配使用进行测温,如图2所示。

管壁结构测温示意图

2中整块测温结构的目的是人为制造一块区域,与管壁处于热平衡状态,那么这块区域的温度就等同于管壁的温度。在图2中,两处存在导热胶,一处是为了让管壁和测温结构之间处于良好导热状态,一处是为了让铂电阻温度计和测温结构处于良好导热状态;另外油漆的作用是使测温结构与外界空气处于绝热状态,避免外界空气对测温产生影响。XIATECH技术工人可以根据使用环境及需求设计合适的测温结构来帮助客户达到表面精准测温。

 

2.薄膜铂电阻测温

 

采用薄膜式铂电阻温度计,直接将薄膜式铂电阻温度计贴在管壁上进行测温,如图3所示。

薄膜式铂电阻温度计测温示意图

 

在管壁上涂上导热胶,将薄膜式铂电阻温度计贴在管道侧壁上进行测温,如图3所示。这种管壁测量方法简单、便捷,可以比较快捷的反应出管壁上的温度。针对表面测温,XIATEXH开发的薄膜铂电阻T7000系列,温度范围-50150,准确度0.05,结合T1000测温仪,可使测温结果准确度高达0.05

 

 

3.磁性铂电阻测温

 

若是含铁材料,可以选用磁性铂电阻来测温,利用磁铁的吸附功能,在测温表面建立等温块,从而进行温度测量。XIATECH开发的T9000系列磁铁吸附性铂电阻,测温准确度0.05℃,是含铁材料表面测温的优先选择。

 

 

 

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