Principe de la mesure de la température du thermocouple et son application dans les fours à chaux

Les thermocouples sont industriels, l'un des composants de détection de température les plus couramment utilisés, ses avantages sont: ① Une précision de mesure élevée. Étant donné que le thermocouple est en contact direct avec l'objet mesuré, il n'est pas affecté par la plage de mesure intermédiaire à l'échelle moyenne. Les thermocouples couramment utilisés peuvent mesurer en continu à partir de -50} ~ +1600, et certains thermocouples spéciaux peuvent mesurer aussi faibles que - 269 (tels que le thermocoupe en nickel en fer en or), jusqu'à la construction simple et facile à utiliser. Les thermocouples sont généralement composés de deux types différents de fils métalliques et ne sont pas limités par taille ou en ouverture. Ils ont des manches de protection à l'extérieur, ce qui les rend très pratiques à utiliser.
1.1 Principe de base de la mesure de la température du thermocouple
Souder deux matériaux différents de conducteurs ou de semi-conducteurs A et B pour former un circuit fermé. Lorsqu'il y a une différence de température entre les deux points de fixation des conducteurs A et B, une force électromotive est générée entre elles, ce qui entraîne un courant d'une certaine ampleur dans le circuit. Ce phénomène est appelé à l'effet thermoélectrique. Les thermocouples fonctionnent en utilisant cet effet.
1.2 types et formes structurelles de thermocouples
(1) Types de thermocouples
Les thermocouples couramment utilisés peuvent être divisés en deux catégories: thermocouples standardisés et thermocouples non standardisés. Les thermocouples standardisés se réfèrent aux thermocouples spécifiés dans les normes nationales pour leur relation entre le potentiel thermoélectrique et la température, les erreurs admissibles et ont une échelle standard unifiée. Des thermocouples non standardisés sont utilisés dans une certaine plage ou ordre de grandeur par rapport aux thermocouples standardisés, il n'y a généralement pas de tableau d'étalonnage unifié, principalement utilisé pour les mesures dans certaines occasions spéciales,
(2) forme structurelle de thermocouple
Afin d'assurer le fonctionnement fiable et stable du thermocouple, ses exigences structurelles sont les suivantes:
① Le soudage des deux électrodes thermoélectriques qui composent un thermocouple doit être ferme
② Les deux électrodes thermoélectriques doivent être bien isolées les unes des autres pour éviter les courts-circuits;
③ La connexion entre le fil de compensation et l'extrémité libre du thermocouple doit être pratique et fiable;
④ Le manchon de protection doit assurer une isolation suffisante entre l'électrode thermoélectrique et les milieux nocifs.
(3) Compensation de température de la fin du thermocouple
En raison du fait que les matériaux des thermocouples sont généralement coûteux (en particulier lors de l'utilisation de métaux précieux), et la distance entre le point de mesure de la température et l'instrument est loin, afin d'économiser des matériaux de thermocouple et de réduire les coûts, les fils de compensation sont généralement utilisés pour étendre l'extrémité froide (extrémité libre) du thermocouple à une salle de contrôle stable stable à température et connecter aux terminales de l'instrument. Il faut souligner que le fil de compensation du thermocouple ne sert qu'à étendre l'électrode thermoélectrique, ce qui fait que l'extrémité froide du thermocouple se déplace vers la borne de l'instrument dans la salle de commande. Il ne peut pas éliminer l'influence des changements de température à l'extrémité froide sur la mesure de la température et n'a pas d'effet de compensation. Par conséquent, d'autres méthodes de correction sont nécessaires pour compenser l'impact des changements de température à froid sur la mesure de la température.
Lorsque vous utilisez des fils de compensation du thermocouple, l'attention doit être accordée à la correspondance du modèle, la polarité ne peut pas être connectée de manière incorrecte et la température à l'extrémité de connexion entre le fil de compensation et le thermocouple ne peut pas dépasser 100 degrés.
(4) Classification des instruments de mesure de la température
Les instruments de mesure de la température peuvent être divisés en deux catégories en fonction des méthodes de mesure de la température: Contact et sans contact. De manière générale, les instruments de mesure de la température de contact sont relativement simples, fiables et ont une précision de mesure élevée; Cependant, en raison de la nécessité d'un échange de chaleur suffisant entre l'élément de mesure de la température et le milieu mesuré, et la nécessité d'un certain temps pour atteindre l'équilibre thermique, il y a un retard dans la mesure de la température. Dans le même temps, en raison des limites des matériaux résistants à haute température, il ne peut pas être appliqué à des mesures à très haute température. La mesure de la température de l'instrument non contact est basée sur le principe du rayonnement thermique pour mesurer la température. L'élément de mesure de la température n'a pas besoin d'être en contact avec le milieu mesuré, a une large plage de mesure de la température, n'est pas limité par la limite supérieure de la mesure de la température et n'endommage pas le champ de température de l'objet mesuré. La vitesse de réaction est généralement rapide; Cependant, en raison de facteurs externes tels que l'émissivité de l'objet, la distance de mesure, la fumée et la vapeur d'eau, l'erreur de mesure est relativement importante.
Application de deux thermocouples dans les fours à chaux
2.1 Conditions que les thermocouples devraient se rencontrer lorsqu'ils sont utilisés dans les fours à chaux tirés au gaz
1) La courbe caractéristique de la température doit répondre à la précision de température de mesure requise;
2) Le signal de sortie est facile à traiter;
3) La variation de la dérive et du temps sont relativement faibles et ont une interchangeabilité;
4) Pas sensible aux quantités physiques autres que la température
5) petite taille, facile à installer;
6) a de bonnes propriétés mécaniques, chimiques et de résistance au rayonnement;
7) sûr et non toxique.
2.2 Facteurs d'erreur et précautions pour la détection des thermocouples
1) Si la méthode d'assemblage du capteur est inappropriée, elle fera que la température du capteur est différente de la température mesurée;
2) Faites attention à la température de fonctionnement maximale et à l'erreur autorisée du capteur;
3) Faites attention au temps de travail des capteurs;
4) Les fils de compensation et la compensation de refroidissement des thermocouples peuvent provoquer des erreurs;
5) L'attention doit également être accordée aux erreurs des instruments de test.
2.3 L'impact de l'utilisation des thermocouples sur l'environnement environnant
1) champ magnétique
Les matériaux de thermocouple peuvent subir des changements structurels dans des environnements à haute pression en raison d'un espacement atomique réduit, et peuvent également subir une pression supplémentaire dans les champs de gradient de température. Les dispositifs haute tension peuvent être conçus correctement et disposés raisonnablement pour la mesure du circuit chaud pour minimiser son impact.
2) rayonnement nucléaire
Les matériaux de thermocouple, sous le rayonnement des neutrons thermiques, subissent des changements d'énergie thermoélectrique en raison de la transformation de certains éléments en isotopes instables, qui se décomposent ensuite en autres éléments. Par conséquent, les matériaux de thermocouple avec de petites coupes à neutrons et aucune isotopes instables ne sont sélectionnés.