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安裝溫度傳感器以獲得較高的響應(yīng)和精度

熱套管長度

為最大程度地減少傳導(dǎo)誤差（沿傳感器護(hù)套或熱套管壁從尖端到法蘭或接頭的熱損失誤差），浸入長度應(yīng)至少為裸元件的熱套管或傳感器護(hù)套直徑的 10 倍。因此，對(duì)于外徑為 2.54 厘米的熱套管，浸入長度應(yīng)為 25.4 厘米。

對(duì)于具有 6.35 毫米外徑傳感器護(hù)套的裸元件，浸入長度應(yīng)至少為 63.5 毫米。這只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則。計(jì)算機(jī)程序可以計(jì)算誤差并對(duì)各種浸入長度和工藝條件進(jìn)行疲勞分析。對(duì)于高速流和裸元件安裝，進(jìn)行疲勞分析很重要，因?yàn)檎駝?dòng)失效的可能性隨著浸入長度的增加而增加。

熱套管位置

由于不完美的混合和壁效應(yīng)，過程溫度將隨著容器或管道中過程流體的位置而變化。對(duì)于在管道和擠出機(jī)中流動(dòng)的聚合物和熔體等高粘性流體，壁附近的流體溫度可能與中心線處的流體溫度顯著不同（例如，10 到 30°C；50 到 86°F）。通常，特種聚合物管道的直徑小于 4 英寸（101.6 毫米），這會(huì)導(dǎo)致忘記足夠的浸入長度和中心線溫度測量的問題。獲得具有代表性的中心線測量值的最佳方法是將熱套管插入面向流體的彎管中（下圖中的位置 1）。

如果熱套管背對(duì)流動(dòng)，旋轉(zhuǎn)并與彎頭分離，可能會(huì)產(chǎn)生噪音更大且代表性較低的測量結(jié)果（圖中位置 2）。有角度的插入（圖中的位置 3）可以增加垂直插入（圖中的位置 4）的浸入長度，但顯示的插入長度太短，除非尖端延伸超過中心線。型鍛或階梯式熱套管可以通過減小尖端附近的直徑來減少浸入長度要求。

應(yīng)優(yōu)化管道中熱電偶套管與熱交換器、靜態(tài)混合器或減溫器出口的距離，以減少運(yùn)輸延遲，同時(shí)最大限度地減少混合不良或兩相流引起的噪音。通常，如果存在單相、湍流且混合流的粘度沒有很大差異，則 25 倍的管徑就足以確保從湍流中充分混合。

減溫器存在兩個(gè)階段，從冷卻水到夾套中的蒸汽的分流過渡，使用石灰氨作為因閃蒸引起的 pH 控制試劑以及每當(dāng)涉及漿液時(shí)。傳輸延遲會(huì)隨著距離的增加而增加，給回路增加更多的死區(qū)時(shí)間。因此，在獲得足夠的混合以實(shí)現(xiàn)具有代表性的低噪聲測量和產(chǎn)生過多的額外死區(qū)時(shí)間之間存在折衷。一般情況下，傳輸延遲應(yīng)小于PID 復(fù)位時(shí)間設(shè)置的10%。

對(duì)于減溫器，出口到熱電偶套管的距離取決于減溫器的性能、過程條件和蒸汽速度。為了感受這種情況，從減溫器到第一個(gè)彎頭的管道長度（稱為直管長度 (SPL)）和從減溫器出口到傳感器的總管道長度（稱為傳感器總長度）有一些簡單的經(jīng)驗(yàn)法則。長度 (TSL)。

熱電偶套管長度、位置和結(jié)構(gòu)的選擇決定了溫度測量值是否能代表過程、觀察到多少過程噪聲、引入多少延遲和錯(cuò)誤以及潛在故障率。這篇文章提供了一般指導(dǎo)。有關(guān)更多詳細(xì)信息，包括用于預(yù)測八個(gè)測量誤差源的方程式，請(qǐng)參閱 ISA 書籍高級(jí)溫度測量和控制，第二版。

對(duì)于具有 6.35 毫米外徑傳感器護(hù)套的裸元件，浸入長度應(yīng)至少為 63.5 毫米。這只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則。計(jì)算機(jī)程序可以計(jì)算誤差并對(duì)各種浸入長度和工藝條件進(jìn)行疲勞分析。對(duì)于高速流和裸元件安裝，進(jìn)行疲勞分析很重要，因?yàn)檎駝?dòng)失效的可能性隨著浸入長度的增加而增加。

實(shí)際 SPL 和 TSL 值取決于相對(duì)于蒸汽流速、水和蒸汽之間的溫差、水溫、管徑、蒸汽速度、型號(hào)、類型等所需的水量，并由軟件程序計(jì)算. SPL（英尺）= 入口蒸汽速度（英尺/秒）x 0.1（秒停留時(shí)間） SPL（米）= 入口蒸汽速度（米/秒）x 0.1（秒停留時(shí)間） TSL（英尺）= 入口蒸汽速度（英尺） /s) x 0.2（秒停留時(shí)間）TSL (m) = 入口蒸汽速度 (m/s) x 0.2（秒停留時(shí)間） 入口蒸汽速度的典型值，過熱器上游的范圍為 25–350 ft/s （7.6 至 107 m/秒）。

低于 25 英尺/秒，沒有足夠的動(dòng)力來保持水懸浮在蒸汽流中。水往往會(huì)掉出來并順著管道流到下水道。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，水不再冷卻蒸汽，系統(tǒng)認(rèn)為它需要添加更多的水，這使問題更加復(fù)雜。問題還可能包括管壁腐蝕和管壁中的高熱應(yīng)力梯度（即頂部熱和底部冷，這會(huì)使焊縫破裂或使管道翹曲成蛋形橫截面）。當(dāng)前技術(shù)的入口速度限制為 350 英尺/秒（107 米/秒）。高于 350 ft/s 的速度會(huì)導(dǎo)致減溫器振動(dòng)并將設(shè)備損壞到破裂的程度。

熱套管結(jié)構(gòu)
熱電偶套管的桿是插入過程流中的部件。莖可以是錐形的、直的或階梯狀的。維連熱套管的性能因閥桿設(shè)計(jì)而異。通常，錐形或階梯狀閥桿提供更快的響應(yīng)，產(chǎn)生更少的壓降，并且不易受傳導(dǎo)錯(cuò)誤和振動(dòng)故障的影響。如果熱套管壁的厚度和傳感元件的配合相同，則帶有直桿的熱套管的時(shí)間響應(yīng)最慢，因?yàn)樗鼈冊(cè)诩舛耍ㄖ睆阶畲螅┨帗碛凶疃嗟牟牧稀?/p>

帶有階梯式閥桿的熱套管具有最快的時(shí)間響應(yīng)，因?yàn)樗鼈冊(cè)诩舛耍ㄖ睆阶钚。┨帗碛械牟牧献钌?。小直徑也?dǎo)致最小的阻力。帶有階梯式桿的熱套管還提供尾流頻率（渦旋脫落）和自然頻率（由熱套管本身的屬性決定的振蕩率）之間的最大間隔。如果尾流頻率是熱套管固有頻率的 80% 或更多，則可能會(huì)發(fā)生共振并可能發(fā)生損壞。通常，由于更復(fù)雜的制造過程，帶有錐形桿的熱套管略貴。

提示：型鍛、階梯式和錐形熱套管提供更快的響應(yīng)、更低的壓降以及更小的因與尾流頻率共振而造成振動(dòng)損壞的可能性。

傳感器的尖端必須接觸熱套管的底部。盡管安裝實(shí)踐和方向不同，但彈簧加載傳感器設(shè)計(jì)有助于確保這種情況。由于空氣充當(dāng)絕緣體，因此傳感器的配合應(yīng)盡可能緊密以減少環(huán)形間隙。對(duì)于馬虎擬合，傳感器滯后可能會(huì)增加一個(gè)數(shù)量級(jí)。對(duì)于液體系統(tǒng)，額外的滯后實(shí)際上成為測量中額外的等效死區(qū)時(shí)間。

提示：維連溫度傳感器的尖端必須接觸熱套管的底部，并且必須緊密配合，以防止由于空氣的低導(dǎo)熱性而引入大的傳感器滯后。

利用有關(guān)熱套管插入長度、位置、結(jié)構(gòu)和配合的一般準(zhǔn)則，確保傳感器看到實(shí)際過程溫度，振動(dòng)故障概率低，噪音、延遲和滯后最小。
電話/微信136 5182 6898 黃工 郵箱 [email protected]