Met welke factoren moet rekening worden gehouden bij het kiezen van een temperatuurmeetmethode en instrumenten

De succesvolle oplossing van het beheersen van het temperatuurproces bij een bepaald object wordt vaak bepaald door de juiste keuze van meetmethode en meetinstrument. De taak van het kiezen van een methode en een meetinstrument is vrij moeilijk, omdat er naar een optimale oplossing moet worden gezocht, rekening houdend met talrijke, vaak tegenstrijdige factoren.

Er zijn vaak gevallen waarin dit probleem niet met succes kan worden opgelost en de gewenste temperatuurwaarden indirect moeten worden gevonden, met behulp van de resultaten van metingen van andere fysieke parameters van het object, die van nature verband houden met temperatuur. De belangrijkste factoren die bepalend zijn voor de keuze van de meetmethode worden hieronder kort beschreven.

Gemeten temperatuurbereik

Deze factor is cruciaal. Hoewel er veel methoden bekend zijn voor metingen in het verhoogde temperatuurbereik, wordt met het meten van de gemeten temperatuur het aantal van dergelijke methoden steeds beperkter.

Kijk:Methoden en instrumenten voor het meten van temperatuur

Dynamiek van het onderzoeksproces

Bij het bestuderen van variabele en vooral kortdurende thermische processen is de thermische traagheid van thermische detectoren vaak een belangrijke beperking van de toepasbaarheid van contactmethoden voor het meten van temperaturen. De daarbij optredende moeilijkheden kunnen in veel gevallen worden overwonnen door correcties in te voeren die zijn berekend volgens de daarvoor geëigende methoden of door gebruik te maken van speciale correctie-inrichtingen.

Als de verandering in de temperatuur van het te onderzoeken object echter gepaard gaat met een verandering in de omstandigheden van warmteoverdracht, zal de aanwezigheid van thermische traagheid van de thermische detector niet alleen leiden tot een vertraging in de aflezingen van het apparaat, maar ook tot een vervorming van de vorm van de geregistreerde curve van temperatuurverandering.

In apparaten die zijn gebaseerd op het gebruik van contactloze temperatuurmeetmethoden, kunnen ontvangers met een zeer korte tijdconstante worden gebruikt, waardoor het dynamische meetbereik aanzienlijk wordt uitgebreid. In dit geval worden de dynamische eigenschappen van de gebruikte opnameapparatuur een beperkende factor.

Nauwkeurigheid van metingen

De vereisten voor de nauwkeurigheid van temperatuurmeting door de geselecteerde methoden komen overeen met de toegestane meetfout van deze parameter die door dit technologische proces is vastgesteld.

Rekening houdend met de bijzonderheden van temperatuurmetingen, moet er rekening mee worden gehouden dat de toelaatbare fout bij instrumentele meting met de geselecteerde set (thermische detector met een meetinstrument) niet gelijk mag zijn aan de toelaatbare fout bij temperatuurmeting, maar in sommige gevallen het is heel wat minder.

De nodige nauwkeurigheidsmarge van de meetset moet worden gereserveerd voor de verwachte instabiliteit van de thermische detectorkarakteristieken, die vaak voorkomt bij het meten van hoge temperaturen, evenals voor de verwachte waarden van de willekeurige component van de methodologie en de willekeurige onderdeel van de dynamische fouten voor gegeven meetomstandigheden.

Bij het bepalen van de vereiste nauwkeurigheidsklasse van het gebruikte meet- of registratieapparaat moet er rekening mee worden gehouden dat de nauwkeurigheidsklasse de toelaatbare basisfout van het apparaat kenmerkt, uitgedrukt als een percentage van het gehele schaalbereik van het apparaat. de toegestane fout zal op elk punt op de schaal hetzelfde zijn.

Daarom kan het apparaat op elk punt op zijn schaal zo'n waarde van fundamentele fout hebben. Daarom zal de relatieve waarde van deze fout met betrekking tot de gemeten waarde zelf groter zijn naarmate de waarde van de gemeten waarde dichter bij het begin van de schaal ligt.

Laten we dit uitleggen met een voorbeeld. Bij een meetapparaat van klasse 0,5 met een schaal van 500 — 1500 °C is de absolute waarde van de toelaatbare fout 5 graden op elk punt van de schaal. De basisfoutwaarde voor dit apparaat kan een acceptabele waarde bereiken.

De relatieve waarde kan in dit geval variëren van 5/1500 (0,3%) aan het einde van de schaal tot 5/500 (1%) aan het begin van de schaal. Daarom is het raadzaam om een ​​meetapparaat te kiezen met een zodanig bereik van schaalveranderingen dat de verwachte waarden van de gemeten waarde in het laatste derde deel van de schaal passen.

Als de berekening van de relatieve fouten wordt uitgevoerd met betrekking tot de temperatuur, wordt aanbevolen deze niet uit te voeren met betrekking tot de absolute waarde van de temperatuur, maar alleen met betrekking tot het temperatuurinterval dat het beschouwde proces dekt..

Afhankelijk van de schaal (graden Kelvin of Celsius) waarin een bepaalde temperatuurwaarde wordt uitgedrukt, zal de relatieve fout van de meting een andere waarde hebben, wat niet als acceptabel kan worden beschouwd.

Instrument gevoeligheidsmeting

Bij het kiezen van een meetinstrument moet erop worden gelet dat de gevoeligheid ervan overeenkomt met de vereiste meetnauwkeurigheid en de nodige tijdsresolutie biedt van de resultaten van de studie van het variabele proces.

De mening is onterecht dat het meest gevoelige meetapparaat de hoogste meetnauwkeurigheid kan bieden, wat vaak niet eens nodig is om dit proces te bestuderen. Het gebruik van een apparaat met een te hoge gevoeligheid kan een verkeerd beeld geven van de dynamiek van het bestudeerde proces.

Zo'n apparaat kan grillig zijn onder deze bedrijfsomstandigheden en de meetwaarden worden beïnvloed door een aantal nevenfactoren (wind die door de kamer waait, trillingen), waardoor een grotere variatie in meetwaarden ontstaat die niet kenmerkend is voor dit fenomeen.

Aan de andere kant zal het gebruik van een apparaat met een zeer lage gevoeligheid de waarneming van kleine maar karakteristieke fluctuaties van dit proces niet mogelijk maken, waardoor een verkeerde indruk van hoge temperatuurstabiliteit van dit proces kan ontstaan.

Chemische interacties

Bij het beslissen over de mogelijkheid om dit apparaat te gebruiken om hoge temperaturen van een vloeibaar of gasvormig medium te meten, is de mate van interactie, enerzijds, van het medium en de materialen van de thermische detector die erin wordt geïntroduceerd, vaak doorslaggevend, en anderzijds andere kant, de interactie van afzonderlijke delen van de thermische detector zelf.

Deze groep verschijnselen omvat ook het katalytische effect dat optreedt op het oppervlak van metalen uit de platinagroep in brandstofgasmengsels. Als chemisch inerte stoffen ten opzichte van mengsels van brandbare gassen, versnellen platina en palladium de reactie van de componenten van het mengsel met intense warmteafgifte op het oppervlak van de katalysator, waardoor deze wordt verwarmd.

Daarom kenmerken de metingen van thermische detectoren met platina- of palladiumdelen in direct contact met brandbare mengsels niet de evenwichtstemperatuur die tot stand is gebracht tussen de thermische detector en de omgeving, maar een aanzienlijk hogere temperatuur veroorzaakt door katalytische verwarming.

Zie ook:Voor- en nadelen van verschillende temperatuursensoren