Koje čimbenike treba uzeti u obzir pri odabiru metode i instrumenata za mjerenje temperature

Uspješno rješavanje upravljanja temperaturnim procesom na svakom pojedinom objektu često je određeno pravilnim odabirom mjerne metode i mjernog uređaja. Zadatak odabira metode i mjernog uređaja prilično je težak, jer se mora tražiti optimalno rješenje, uzimajući u obzir brojne, često kontradiktorne čimbenike.

Česti su slučajevi kada se ovaj problem ne može uspješno riješiti, te se željene vrijednosti temperature moraju pronaći neizravno, koristeći rezultate mjerenja drugih fizikalnih parametara objekta, koji su prirodno povezani s temperaturom. Glavni čimbenici koji određuju izbor metode mjerenja ukratko su opisani u nastavku.

Raspon izmjerene temperature

Ovaj faktor je kritičan. Iako su poznate mnoge metode za mjerenja u području povišenih temperatura, mjerenjem izmjerene temperature broj takvih metoda postaje sve ograničeniji.

Izgled:Metode i instrumenti za mjerenje temperature

Dinamika istraživačkog procesa

Pri proučavanju promjenjivih, a posebno kratkotrajnih toplinskih procesa, toplinska inercija toplinskih detektora često je značajno ograničenje primjenjivosti kontaktnih metoda mjerenja temperatura. Poteškoće koje s tim u vezi nastaju mogu se u mnogim slučajevima prevladati uvođenjem korekcija izračunatih odgovarajućim metodama ili uporabom posebnih korekcijskih uređaja.

Međutim, ako je promjena temperature objekta koji se ispituje popraćena promjenom uvjeta prijenosa topline, tada će prisutnost toplinske inercije toplinskog detektora dovesti ne samo do kašnjenja očitanja uređaja, već i do kašnjenja. također na iskrivljenje oblika snimljene krivulje promjene temperature.

U uređajima koji se temelje na korištenju beskontaktnih metoda mjerenja temperature mogu se koristiti prijemnici s vrlo kratkom vremenskom konstantom, čime se značajno proširuje dinamički raspon mjerenja. U ovom slučaju, dinamičke karakteristike korištene opreme za snimanje postaju ograničavajući faktor.

Točnost mjerenja

Zahtjevi za točnost mjerenja temperature odabranim metodama odgovaraju dopuštenoj pogrešci mjerenja ovog parametra utvrđenoj ovim tehnološkim postupkom.

Uzimajući u obzir posebnosti mjerenja temperature, treba imati na umu da dopuštena pogreška instrumentalnog mjerenja s odabranim kompletom (toplinski detektor s mjernim uređajem) ne smije biti jednaka dopuštenoj pogrešci mjerenja temperature, ali u nekim slučajevima vrlo je manje.

Potrebna granica točnosti mjernog seta treba biti rezervirana za očekivanu nestabilnost karakteristika toplinskog detektora, koja se često susreće pri mjerenju visokih temperatura, kao i za očekivane vrijednosti slučajne komponente metodologije i slučajne komponenta dinamičke pogreške za zadane uvjete mjerenja.

Pri određivanju zahtijevanog razreda točnosti korištenog mjernog ili bilježničkog uređaja treba uzeti u obzir da razred točnosti karakterizira dopuštenu osnovnu pogrešku uređaja, izraženu kao postotak ukupnog raspona ljestvice uređaja. Apsolutna vrijednost dopuštena pogreška bit će ista u bilo kojoj točki na skali.

Stoga uređaj može imati takvu vrijednost fundamentalne pogreške na bilo kojem mjestu na svojoj ljestvici. Stoga će relativna vrijednost ove pogreške u odnosu na samu izmjerenu vrijednost biti to veća što je vrijednost izmjerene vrijednosti bliža početku ljestvice.

Objasnimo to na primjeru. U mjernom uređaju klase 0,5 s ljestvicom od 500 - 1500 ° C, apsolutna vrijednost dopuštene pogreške je 5 stupnjeva na svakoj točki ljestvice. Osnovna vrijednost pogreške za ovaj uređaj može doseći prihvatljivu vrijednost.

Njegova relativna vrijednost u ovom slučaju može varirati od 5/1500 (0,3%) na kraju ljestvice do 5/500 (1%) na početku ljestvice. Stoga je preporučljivo odabrati mjerni uređaj s takvim rasponom promjene ljestvice da očekivane vrijednosti izmjerene veličine stanu u posljednju trećinu ljestvice.

Ako se proračun relativnih pogrešaka provodi s obzirom na temperaturu, tada se preporučuje da se ne provodi s obzirom na apsolutnu vrijednost temperature, već samo na temperaturni interval koji pokriva razmatrani proces..

Zapravo, ovisno o ljestvici (stupnjevi Kelvina ili Celzijusa) u kojoj je data vrijednost temperature izražena, relativna pogreška mjerenja će imati različitu vrijednost, što se ne može smatrati prihvatljivim.

Mjerenje osjetljivosti instrumenta

Prilikom odabira mjernog uređaja potrebno je obratiti pozornost na to da njegova osjetljivost odgovara potrebnoj točnosti mjerenja i osigurava potrebnu vremensku rezoluciju rezultata proučavanja varijabilnog procesa.

Pogrešno je mišljenje da najosjetljiviji mjerni uređaj može dati najveću točnost mjerenja, koja često nije ni potrebna za proučavanje ovog procesa. Korištenje uređaja s pretjerano visokom osjetljivošću može stvoriti lažni dojam o dinamici proučavanog procesa.

Takav uređaj može biti kapriciozan u ovim radnim uvjetima, a na njegova očitanja će utjecati niz popratnih čimbenika (vjetar koji puše u prostoriji, vibracije), stvarajući povećanu varijaciju očitanja koja nije karakteristična za ovu pojavu.

S druge strane, korištenje uređaja s vrlo niskom osjetljivošću neće omogućiti promatranje malih, ali karakterističnih fluktuacija ovog procesa, zbog čega se može stvoriti pogrešan dojam visoke temperaturne stabilnosti ovog procesa.

Kemijske interakcije

Pri donošenju odluke o mogućnosti korištenja ovog uređaja za mjerenje visokih temperatura tekućeg ili plinovitog medija često je presudan stupanj interakcije, s jedne strane, medija i materijala toplinskog detektora koji se u njega unosi, a s jedne strane s druge strane, interakcija pojedinih dijelova samog toplinskog detektora.

U ovu skupinu pojava spada i katalitički učinak koji se javlja na površini metala platinske skupine u smjesama gorivih plinova. Kao kemijski inertne tvari u odnosu na smjese zapaljivih plinova, platina i paladij ubrzavaju reakciju komponenti smjese uz intenzivno oslobađanje topline na površini katalizatora, zagrijavajući ga.

Stoga očitanja toplinskih detektora s dijelovima od platine ili paladija u izravnom kontaktu sa zapaljivim smjesama ne karakteriziraju temperaturu ravnoteže uspostavljenu između toplinskog detektora i okoline, već značajno višu temperaturu uzrokovanu katalitičkim zagrijavanjem.

Vidi također:Prednosti i nedostaci različitih temperaturnih senzora