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从材料角度介绍热电偶配件及护套的种类

来源:www.fudserv.com作者:发表时间:2016-12-05

护套材料,热套管,配件和端接

1.引言
用于实验室和工业用途的温度传感器元件通常应由某种形式的护套或外壳保护。有多种安装配件和附件可用于在实际过程中方便安装以允许与仪器的方便的互连。


2.施工
2.1工业温度探头
Pt100热电偶传感器的装配图示相同。保护管或护套,容纳热电偶或Pt100直接或间接通过插入。另外,可以使用热井用于安装的目的探测进程或应用程序。

传感器插入件是由传感器和端子基座组成的制造单元;传感器被容纳在不锈钢中插入管,通常直径为6或8mm,然后插入实际的保护管。良好的护套与物理插入件顶端和护套端部之间的接触对于确保良好的热传递是必要的。在端子中使用弹簧触点基础保持这种接触。这种布置便于在需要时容易地更换传感器。在a的情况下矿物绝缘热电偶或Pt100,传感器设计为与插入管一体的部分。

当未指定传感器插入时,传感器直接安装在探头中,并使用合适的绝缘材料来实现根据需要与护套壁电气和/或热隔离。缺点是每当需要更换时比没有替代,除了,改变整个组件。温度变送器可以安装在端子座上提供完整的传感器和信号调节插件。

可以使用热套管或口袋,以便在更换传感器时不会对过程造成干扰。热电偶套管还为传感器提供保护,防止侵蚀性介质以及保持物理过程完整性如果传感器通过螺纹或法兰永久地安装到过程中,则可以移除传感器。

2.2端子头
有许多类型的终端头可用于满足各种应用的要求。变化可以多样化尺寸,材料,适应性,耐介质性,耐火性甚至爆炸等“头”允许连接延长线。各种材料用于螺钉或焊接端接,包括铜,镀黄铜等

2.3替代终止
替代端子头包括直接退出探头的延伸引线,插头和插座连接到探头和“尾部”。当不需要头部时可以实现成本节约,尽管整体的耐用性可能受到一定程度的限制特别是当指定直接延长引线时。

2.4护套材料
护套材料范围从温和不锈钢到耐火氧化物(陶瓷)和各种异国材料,包括稀有材料金属。护套的选择取决于工作温度,介质特性,耐久性和其他考虑因素包括与传感器类型的材料关系。保护管

注意:由于金属管的高导热性,最小插入长度应该是二十五倍以上其总直径消除了热传导误差。

金属和非金属材料
        金属或非金属护套的选择取决于温度和工艺气氛。陶瓷(非金属)管是易碎的但具有高耐化学性;他们可以与高温站立(高达1800°C在一些案件)。金属管,最常见的是不锈钢,具有机械优点和更高的导热性;他们是通常免于热冲击,这可容易地导致陶瓷管的护套。根据规定的合金,金属护套可在高达1150°C的温度下使用。当需要高纯度以避免传感器时,陶瓷是优越的产品在高温下被污染。

陶瓷护套与热电偶元件
        尽管机械性能相对较差,但使用陶瓷管;不包括使用金属的条件由于化学原因或由于过高的温度或由于任何其他原因。它们的主要应用范围在1000至1800℃之间。它们可以与介质直接接触,或者可以用作气密内护套以分离热电偶从实际金属保护管。它们应该安装在高于1200°C的悬挂位置,以防止变形或由于弯曲应力而断裂。即使是发丝裂纹也可能导致热电偶的污染,导致漂移或故障。陶瓷对温度冲击的电阻随其端子导电性和其抗拉强度而增加较大的热膨胀系数较小。材料的壁厚也很重要;薄壁管优选较大的壁厚。如果它们在温度变化过快时经常出现裂纹它们被快速地从热炉中移除。

        因此,使用气密陶瓷的内部和外部护套是可取的。外部薄壁管保护内部防止温度冲击,尽管它们之间的空气。这延长了组件的寿命,但导致响应较慢。在稀有金属热电偶的情况下,陶瓷必须具有非常高的纯度。铂热电偶非常敏感外来原子污染。

THERMOWELL
        热套管为温度探头提供保护,防止不利的工作条件,如腐蚀介质,物理冲击和高压气体或液体。它们的使用还允许快速和容易的探针互换,而不需要“开放”过程。

        热套管采取许多不同的形式,并利用各种材料(通常是不锈钢);有各种各样的线程或法兰接头取决于安装的要求。他们可以从固体材料钻取最高压力完整性,或者它们可以采用由管和六角形衬套或凸缘制成的热袋的形式;后者结构允许更长的浸没长度。

        热套管将热量传递到安装的传感器,并且由于引入热惯性。如果存在热电偶套管,则过程中的任何温度变化需要更长的时间来影响传感器;因此响应时间是增加。在指定热套管时必须考虑这个因素;除非当存在热平衡时,温度测量可能在一定程度上不准确。

        最佳孔是重要的参数,因为在热套管的内壁和探针之间的物理接触热耦合必不可少。在热电偶的情况下,其是尖端感测,重要的是确保探针是完全的护套(与热套管的尖端接触)。对于Pt 100传感器,这是茎传感,探头之间的差异外径和孔径必须保持绝对最小。

4.选择THERMOWELL
4.1材料的长度因子
        通常,热电偶套管材料的选择主要取决于井面的腐蚀。高抛光给予所有不锈钢和蒙乃尔井提供最大的耐腐蚀性。也可提供特殊等级的不锈钢,铬钼钢,硅青铜,哈氏合金B&C,镍,钛和蒙乃尔合金。

4.2连接 - 安装因数
        所有螺纹井均由易焊接或钎焊的材料制成。焊接和钎焊对于安装要求很重要密封。管螺纹提供机械强度,并且焊接或钎焊提供密封。法兰井(除了van stone型)由一个棒料库井,其牢固焊接到一个顶级质量法兰。标准结构使用主要的“J”槽焊缝和斜槽干净的焊缝。这种双重焊接结构消除了缝隙腐蚀的可能性,因为没有开放的接头从装置的内部或外部露出。插座焊接井安装简单,只需将它们焊接到位。这些孔适合A.S.A。标准插座焊接接头或法兰。

4.3插入长度 - 精度因子
        从井的尖端到螺纹或其他连接的下侧的距离被定义为插入长度(指定为“U”)。为了获得最佳精度,这个长度应该足够大以允许整个温度敏感部分元件投射到正在测量的介质中。正确安装的元件:在液体中,元件应浸入其敏感长度加上一英寸,并且在空气或气体中,元件应该浸没到其敏感长度加上三英寸。

4.4内孔尺寸 - 互换性因素
        几乎所有的安装使用几种类型的温度测量传感器。可以选择标准孔径在工厂内极大的灵活性。同一个井可以容纳热电偶,电阻温度计和双金属温度计。

4.5带有速度或直线的速度评估因子
        锥形柄提供更大的刚度和相同的灵敏度。较高的强度重量比使这些井更自然频率比等效长度直柄井好,从而允许在较高流体速度下操作。

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