接触测温方法及误差讨论课件.ppt
接触测温方法及误差讨论1第1页，此课件共41页哦引言引言n n接触式测温：测温时仪表的感温元件必须与被接触式测温：测温时仪表的感温元件必须与被测介质直接接触，此时仪表指示的温度是测温测介质直接接触，此时仪表指示的温度是测温元件本身的温度，与被测介质的真实温度有差元件本身的温度，与被测介质的真实温度有差别。别。n n本章的任务：研究这种差别的大小及其减小的本章的任务：研究这种差别的大小及其减小的方法。方法。2第2页，此课件共41页哦n n热电偶冷端处于温度为热电偶冷端处于温度为热电偶冷端处于温度为热电偶冷端处于温度为T3T3的环的环的环的环境中，境中，境中，境中，T3T3远低于远低于远低于远低于T T，因此就有热，因此就有热，因此就有热，因此就有热量量量量2 2沿着热电偶套管传给周围环沿着热电偶套管传给周围环沿着热电偶套管传给周围环沿着热电偶套管传给周围环境境境境;n n过热器管壁温度为过热器管壁温度为过热器管壁温度为过热器管壁温度为T1T1，省煤器管，省煤器管，省煤器管，省煤器管壁温度为壁温度为壁温度为壁温度为T2T2。T1T1和和和和T2T2都低于都低于都低于都低于T T，故热电偶以辐射方式将热量故热电偶以辐射方式将热量故热电偶以辐射方式将热量故热电偶以辐射方式将热量3 3传给过热器及省煤器。传给过热器及省煤器。传给过热器及省煤器。传给过热器及省煤器。n n如用热电偶测量锅炉过热器后的烟气温度如用热电偶测量锅炉过热器后的烟气温度如用热电偶测量锅炉过热器后的烟气温度如用热电偶测量锅炉过热器后的烟气温度Tg(Tg(如图所示如图所示如图所示如图所示)，热电偶热端，热电偶热端，热电偶热端，热电偶热端温度为温度为温度为温度为T T，由于，由于，由于，由于TgTgT T，所以烟气就以对流、辐射及传导方式将热量，所以烟气就以对流、辐射及传导方式将热量，所以烟气就以对流、辐射及传导方式将热量，所以烟气就以对流、辐射及传导方式将热量Q1Q1传给热电偶；传给热电偶；传给热电偶；传给热电偶；3第3页，此课件共41页哦n n热电偶接受的热量为热电偶接受的热量为热电偶接受的热量为热电偶接受的热量为1 1；，散失；，散失；，散失；，散失的热量为的热量为的热量为的热量为2 23 3，达到热平衡时，达到热平衡时，达到热平衡时，达到热平衡时Q1=Q1=2 2Q3Q3，即补充的热量等于，即补充的热量等于，即补充的热量等于，即补充的热量等于散失的热量。然而只有散失的热量。然而只有散失的热量。然而只有散失的热量。然而只有TTTgTgT T时，才会有时，才会有时，才会有时，才会有Q1Q1，也就是说，也就是说，也就是说，也就是说T T永永永永远不可能等于远不可能等于远不可能等于远不可能等于TgTg。TT就是测温误就是测温误就是测温误就是测温误差。差。差。差。n n要减小要减小要减小要减小TT使感受件的温度接近被使感受件的温度接近被使感受件的温度接近被使感受件的温度接近被测介质的温度，就必须增大烟气对测介质的温度，就必须增大烟气对测介质的温度，就必须增大烟气对测介质的温度，就必须增大烟气对热电偶的传热和减小热电偶对外的热电偶的传热和减小热电偶对外的热电偶的传热和减小热电偶对外的热电偶的传热和减小热电偶对外的传导散热和辐射散热。传导散热和辐射散热。传导散热和辐射散热。传导散热和辐射散热。4第4页，此课件共41页哦一、管道流体温度测量一、管道流体温度测量n n管管管管道道道道中中中中流流流流体体体体温温温温度度度度的的的的测测测测量量量量，是是是是热热热热工工工工测测测测量量量量中中中中经经经经常常常常遇遇遇遇到到到到的的的的问问问问题题题题，例例例例如如如如管管管管道道道道中中中中的的的的蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽温温温温度度度度或或或或水水水水温温温温度度度度的测量。的测量。的测量。的测量。n n在在在在管管管管道道道道中中中中流流流流过过过过温温温温度度度度为为为为 的的的的流流流流体体体体，管管管管周周周周围围围围介介介介质质质质的的的的温温温温度度度度为为为为 ，如如如如果果果果 ，就就就就有有有有热热热热量量量量沿沿沿沿感感感感受受受受件件件件向向向向外外外外导导导导出出出出，这这这这就就就就是是是是导导导导热热热热损损损损失失失失，由由由由于于于于存存存存在在在在着着着着导导导导热热热热损损损损失失失失，感感感感受受受受件件件件的的的的温温温温度度度度 比比比比流流流流体体体体温温温温度度度度 要要要要低低低低些些些些，即即即即产产产产生生生生了了了了导热误差导热误差导热误差导热误差5第5页，此课件共41页哦n n由由由由于于于于保保保保护护护护套套套套管管管管或或或或测测测测温温温温管管管管的的的的直直直直径径径径不不不不大大大大，可可可可假假假假定定定定感感感感受受受受件件件件和和和和其其其其外外外外面的保护套管或测温管的温度一致，都是面的保护套管或测温管的温度一致，都是面的保护套管或测温管的温度一致，都是面的保护套管或测温管的温度一致，都是。n n如如如如管管管管道道道道中中中中流流流流过过过过的的的的介介介介质质质质是是是是气气气气（汽汽汽汽）体体体体，测测测测温温温温管管管管附附附附近近近近无无无无低低低低温温温温的的的的冷冷冷冷壁壁壁壁，管管管管道道道道外外外外又又又又敷敷敷敷有有有有绝绝绝绝热热热热层层层层，即即即即管管管管道道道道内内内内壁壁壁壁温温温温度度度度较较较较高高高高，且且且且介介介介质质质质的的的的温温温温度度度度 不不不不太太太太高高高高时时时时，测测测测温温温温管管管管对对对对管管管管子子子子内内内内壁壁壁壁的的的的辐辐辐辐射射射射散热影响可以忽略。散热影响可以忽略。散热影响可以忽略。散热影响可以忽略。n n如果管道中介质为液体，则测温管对管内壁不会有辐射散热。如果管道中介质为液体，则测温管对管内壁不会有辐射散热。如果管道中介质为液体，则测温管对管内壁不会有辐射散热。如果管道中介质为液体，则测温管对管内壁不会有辐射散热。n n在以上情况下，根据传热学的原理，在以上情况下，根据传热学的原理，在以上情况下，根据传热学的原理，在以上情况下，根据传热学的原理，6第6页，此课件共41页哦n n可以得到导热误差的关系式为：可以得到导热误差的关系式为：可以得到导热误差的关系式为：可以得到导热误差的关系式为：其中其中其中其中式中式中式中式中分别为管内、外介质对测温管之间的换热系数；分别为管内、外介质对测温管之间的换热系数；分别为管内、外介质对测温管之间的换热系数；分别为管内、外介质对测温管之间的换热系数；分别为管内外两段测温管的热导率，均质分别为管内外两段测温管的热导率，均质分别为管内外两段测温管的热导率，均质分别为管内外两段测温管的热导率，均质；分别为分别为分别为分别为和和和和两段测温管的截面周长，两段测温管的截面周长，两段测温管的截面周长，两段测温管的截面周长，；分别为管内外两段测温管的截面积分别为管内外两段测温管的截面积分别为管内外两段测温管的截面积分别为管内外两段测温管的截面积分别为管内外测温管的长度。分别为管内外测温管的长度。分别为管内外测温管的长度。分别为管内外测温管的长度。注：注：ch这是双曲余弦这是双曲余弦ch=(e-x+ex)/2双曲正弦是双曲正弦是sh=(e-x-ex)/2th=sh/ch(双曲正切双曲正切),cth=1/th(双曲余切双曲余切)7第7页，此课件共41页哦从上式可见：从上式可见：n1）在测温管向外散热的情况下，误差不可能等于零。在测温管向外散热的情况下，误差不可能等于零。n2）管管道道中中流流体体与与管管外外介介质质的的温温度度差差越越大大，测测温温误误差差越越大大。为为了了减减小小误误差差，应应该该把把露露出出在在管管道道外外的的测测温温管管用用保保温温材材料料包包起起来来，这这样样不不仅仅使使得得露露出出部部分分温温度度提提高高，减减小小导导热热损损失失，而而且且也也使使露露出出部部分分和和外外面介质的热交换减少，换热系数面介质的热交换减少，换热系数减小，因此可以减小测温误差。减小，因此可以减小测温误差。n3）当当增增加加，即即插插到到管管道道内内介介质质部部分分测测温温管管长长度度增增加加，双双曲曲余余弦弦，双曲正切，双曲正切都增加，导热误差减小；都增加，导热误差减小；n4）当当减小，双曲余切减小，双曲余切增加，测温误差也减小。增加，测温误差也减小。n5）当当放放热热系系数数增增加加，增增加加时时，误误差差减减小小。因因此此应应该该把把感感受受件件放放在在流流体速度最高的地方，即管道中心轴线上。体速度最高的地方，即管道中心轴线上。8第8页，此课件共41页哦n n5 5）增加）增加）增加）增加使使使使增加，可以使误差减小。因为增加，可以使误差减小。因为增加，可以使误差减小。因为增加，可以使误差减小。因为 式式式式中中中中 为为为为测测测测温温温温管管管管的的的的内内内内径径径径，为为为为测测测测温温温温管管管管的的的的外外外外径径径径，为为为为测测测测温温温温管管管管壁壁壁壁厚厚厚厚，如如如如 图图图图 所所所所 示示示示）。所所所所 以以以以 要要要要 想想想想 增增增增 加加加加 ，就就就就应应应应该该该该使使使使测测测测温温温温管管管管的的的的壁壁壁壁厚厚厚厚 ，外外外外径径径径 尽尽尽尽量量量量减减减减小小小小，也也也也就就就就是是是是应应应应将将将将测测测测温温温温管管管管做做做做成成成成外外外外形形形形细细细细长长长长而而而而壁壁壁壁厚厚厚厚很很很很薄的形状。薄的形状。薄的形状。薄的形状。9第9页，此课件共41页哦n n6）测测温温管管材材料料的的热热导导率率小小，则则增增加加，误误差差减减小小。因因此此测测温温管管常常用用导导热热性性质质不不良良的的材材料料如如陶陶瓷瓷，不不锈锈钢钢等等来来制制造造（应应该该注注意意，采采用用这这类类材材料料制制造造测测温温管管使使会会增增加加导导热热阻阻力力，使使动动态态测测量量误误差差增加）。增加）。至至于于减减少少b2的的问问题题，关关键键在在于于使使变变小小，方方法法是是在测量管的露出部分加绝热层。在测量管的露出部分加绝热层。10第10页，此课件共41页哦方案方案方案方案1 1采用铂电阻温度计，采用铂电阻温度计，采用铂电阻温度计，采用铂电阻温度计，沿管道中心线插的很深，沿管道中心线插的很深，沿管道中心线插的很深，沿管道中心线插的很深，安装部位的管道有很厚的安装部位的管道有很厚的安装部位的管道有很厚的安装部位的管道有很厚的绝热层，测温管露出部分绝热层，测温管露出部分绝热层，测温管露出部分绝热层，测温管露出部分很少，这种方案的测量误很少，这种方案的测量误很少，这种方案的测量误很少，这种方案的测量误差接近于零；差接近于零；差接近于零；差接近于零；方案方案方案方案2 2采用水银温度计，测温管外有绝热层，其测量误差为采用水银温度计，测温管外有绝热层，其测量误差为采用水银温度计，测温管外有绝热层，其测量误差为采用水银温度计，测温管外有绝热层，其测量误差为-1-1摄摄摄摄氏度；方案氏度；方案氏度；方案氏度；方案3 3与方案与方案与方案与方案2 2的不同之处是测温管的直径和管壁厚度都的不同之处是测温管的直径和管壁厚度都的不同之处是测温管的直径和管壁厚度都的不同之处是测温管的直径和管壁厚度都较大，因此误差也增大了，达到较大，因此误差也增大了，达到较大，因此误差也增大了，达到较大，因此误差也增大了，达到-2-2摄氏度；摄氏度；摄氏度；摄氏度；图表示了感应件的几种不同的安装方案。管道中流过压力为图表示了感应件的几种不同的安装方案。管道中流过压力为图表示了感应件的几种不同的安装方案。管道中流过压力为图表示了感应件的几种不同的安装方案。管道中流过压力为3M3MPaPa，温度为，温度为，温度为，温度为386386摄氏度的过热蒸汽，管道内径为摄氏度的过热蒸汽，管道内径为摄氏度的过热蒸汽，管道内径为摄氏度的过热蒸汽，管道内径为100100mmmm，流，流，流，流速为速为速为速为3030m/sm/s，11第11页，此课件共41页哦n n方案方案方案方案4 4与方案与方案与方案与方案2不同的地方是测温管没有插到管道中心（不同的地方是测温管没有插到管道中心（不同的地方是测温管没有插到管道中心（不同的地方是测温管没有插到管道中心（L1L1较小），因此误差达到较小），因此误差达到-15摄氏度，即摄氏度，即摄氏度，即摄氏度，即-4%-4%左右；左右；左右；左右；n n方案方案方案方案5也是用电子温度计测量，安装地点的管道没有绝热也是用电子温度计测量，安装地点的管道没有绝热也是用电子温度计测量，安装地点的管道没有绝热也是用电子温度计测量，安装地点的管道没有绝热层，而且温度计的露出部分层，而且温度计的露出部分层，而且温度计的露出部分层，而且温度计的露出部分L2L2较长，较长，L1L1又不象方案又不象方案又不象方案又不象方案1中中那样长，因此测量误差达到那样长，因此测量误差达到-45摄氏度，即摄氏度，即-12%-12%。n n该例子说明了，在测量管道中的流体温度时，如果遵该例子说明了，在测量管道中的流体温度时，如果遵循前面提出的原则来安装温度计，测量误差是可能减循前面提出的原则来安装温度计，测量误差是可能减至极小的。至极小的。12第12页，此课件共41页哦n n在电厂中测量高温高压主蒸汽温度在电厂中测量高温高压主蒸汽温度在电厂中测量高温高压主蒸汽温度在电厂中测量高温高压主蒸汽温度的热电偶会遇到如下问题：由于高的热电偶会遇到如下问题：由于高的热电偶会遇到如下问题：由于高的热电偶会遇到如下问题：由于高温高压气流的冲刷，伸至管道中心温高压气流的冲刷，伸至管道中心温高压气流的冲刷，伸至管道中心温高压气流的冲刷，伸至管道中心处的热电偶容易产生振动断裂事故。处的热电偶容易产生振动断裂事故。处的热电偶容易产生振动断裂事故。处的热电偶容易产生振动断裂事故。n n为了防止断裂，应减小热电偶插为了防止断裂，应减小热电偶插入管道中的深度入管道中的深度L1。根据元件传。根据元件传。根据元件传。根据元件传热误差公式，热误差公式，热误差公式，热误差公式，L1减小使得测温误减小使得测温误差增大，为此采用高压焊接固定差增大，为此采用高压焊接固定锥形热电偶。锥形热电偶。13第13页，此课件共41页哦n n热电偶保护套管焊在水平主蒸汽管热电偶保护套管焊在水平主蒸汽管热电偶保护套管焊在水平主蒸汽管热电偶保护套管焊在水平主蒸汽管道上部的一根垂直套管上（如左图道上部的一根垂直套管上（如左图道上部的一根垂直套管上（如左图道上部的一根垂直套管上（如左图所示），蒸汽通过热电偶保护套管所示），蒸汽通过热电偶保护套管所示），蒸汽通过热电偶保护套管所示），蒸汽通过热电偶保护套管与主蒸汽管道壁之间的空隙进入垂与主蒸汽管道壁之间的空隙进入垂与主蒸汽管道壁之间的空隙进入垂与主蒸汽管道壁之间的空隙进入垂直套管上部，对热电偶进行加热，直套管上部，对热电偶进行加热，直套管上部，对热电偶进行加热，直套管上部，对热电偶进行加热，因此，虽然热电偶插入主蒸汽管道因此，虽然热电偶插入主蒸汽管道因此，虽然热电偶插入主蒸汽管道因此，虽然热电偶插入主蒸汽管道中的深度减小了，但受到蒸汽加热中的深度减小了，但受到蒸汽加热中的深度减小了，但受到蒸汽加热中的深度减小了，但受到蒸汽加热的保护套管长度的保护套管长度的保护套管长度的保护套管长度L1反而增加了，反而增加了，反而增加了，反而增加了，这样就解决了热电偶容易断裂和这样就解决了热电偶容易断裂和这样就解决了热电偶容易断裂和这样就解决了热电偶容易断裂和测温偏低之间的矛盾。测温偏低之间的矛盾。测温偏低之间的矛盾。测温偏低之间的矛盾。14第14页，此课件共41页哦二、壁面温度测量二、壁面温度测量n n壁壁壁壁面面面面温温温温度度度度测测测测量量量量的的的的问问问问题题题题在在在在工工工工业业业业上上上上遇遇遇遇到到到到的的的的比比比比较较较较多多多多，例例例例如如如如，火火火火力力力力发发发发电电电电厂厂厂厂中中中中的的的的锅锅锅锅炉炉炉炉过过过过热热热热器器器器管管管管壁壁壁壁温温温温度度度度的的的的监监监监视视视视，对对对对大大大大型型型型锅锅锅锅炉炉炉炉的的的的安全运行是不可缺少的。安全运行是不可缺少的。安全运行是不可缺少的。安全运行是不可缺少的。n n目目前前较较多多的的是是采采用用热热电电偶偶来来测测量量固固体体表表面面温温度度，这这是是由由于于热热电电偶偶有有较较宽宽的的测测量量范范围围，较较小小的的测测量量端端，能能测测量量“点点”的的温温度度，而而且且测测温温的的准准确确度度也也较较高高。但但是是，用用热热电电偶偶测测量量管管壁壁温温度度和和一一切切接接触触测测量量方方法法一一样样，由由于于被被测测表表面面沿沿热热电电偶偶有有热热量量导导出出，破破坏坏了了被被测测表表面面的的温温度度场场，热热电电偶偶所所测测量量的的温温度度实实际际上上是是破破坏坏温温度度场场以以后后的的表表面面温温度度，因因此此就就产产生生了了测测量量误误差差，下下面面来来分分析析这些误差。这些误差。15第15页，此课件共41页哦n n进行表面温度测量的热电偶与进行表面温度测量的热电偶与进行表面温度测量的热电偶与进行表面温度测量的热电偶与被测表面的接触形式，基本上被测表面的接触形式，基本上被测表面的接触形式，基本上被测表面的接触形式，基本上有以下四种。如图所示，有以下四种。如图所示，有以下四种。如图所示，有以下四种。如图所示，n n（a a）为点接触，即热电偶的）为点接触，即热电偶的）为点接触，即热电偶的）为点接触，即热电偶的热端直接与被测表面相接触；热端直接与被测表面相接触；热端直接与被测表面相接触；热端直接与被测表面相接触；一、一、热电偶导热误差热电偶导热误差n n（b b）为面接触，即先将热电偶的热端与导热性能良好的金属片）为面接触，即先将热电偶的热端与导热性能良好的金属片）为面接触，即先将热电偶的热端与导热性能良好的金属片）为面接触，即先将热电偶的热端与导热性能良好的金属片（如铜片）焊在一起，然后使金属片与被测表面紧密接触；（如铜片）焊在一起，然后使金属片与被测表面紧密接触；（如铜片）焊在一起，然后使金属片与被测表面紧密接触；（如铜片）焊在一起，然后使金属片与被测表面紧密接触；16第16页，此课件共41页哦n n（d d）为为为为分分分分立立立立接接接接触触触触，两两两两热热热热电电电电极极极极分分分分别别别别与与与与被被被被测测测测表表表表面面面面接接接接触触触触，通通通通过过过过被被被被测测测测表表表表面面面面（仅仅仅仅对导体而言）构成回路。对导体而言）构成回路。对导体而言）构成回路。对导体而言）构成回路。n n对对对对上上上上述述述述四四四四种种种种形形形形式式式式来来来来说说说说，通通通通过过过过两两两两热热热热电电电电极极极极向向向向外外外外散散散散失失失失的的的的热热热热量量量量可可可可以以以以认认认认为为为为是是是是一一一一样样样样的的的的，只只只只不不不不过过过过（a a）是是是是将将将将散散散散热热热热量量量量集集集集中中中中在在在在一一一一“点点点点”上上上上；（d d）是是是是将将将将散散散散热热热热量量量量集集集集中中中中在在在在两两两两“点点点点”上；（上；（上；（上；（b b）的散热量则由金属片所接触的那块表面共同分摊。）的散热量则由金属片所接触的那块表面共同分摊。）的散热量则由金属片所接触的那块表面共同分摊。）的散热量则由金属片所接触的那块表面共同分摊。n n（c c）为为为为等等等等温温温温线线线线接接接接触触触触，热热热热电电电电偶偶偶偶的的的的热热热热端端端端与与与与被被被被测测测测表表表表面面面面直直直直接接接接接接接接触触触触，热热热热电电电电极极极极从从从从热热热热端端端端引引引引出出出出时时时时沿沿沿沿表表表表面面面面等等等等温温温温线线线线敷敷敷敷设设设设一一一一段段段段距距距距离离离离（约约约约5050倍倍倍倍热热热热电极直径）后引出；电极直径）后引出；电极直径）后引出；电极直径）后引出；17第17页，此课件共41页哦n n因因此此，在在相相同同的的外外界界条条件件下下，（a）的的导导热热误误差差最最大大，（d）次次之之，（b b）较较小小，（c c）的的两两热热电电极极的的散散热热量量虽虽然然也也集集中中在在一一个个较较小小的的区区域域，但但由由于于热热电电极极已已与与被被测测表表面面等等温温敷敷设设一一段段距距离离后后才才引引出出，散散热热量量主主要要是是由由等等温温敷敷设设段段供供给给的的，热热端端的的温温度度梯梯度度比比另另外外三三种种形形式式的的要要小小得得多，所以（多，所以（c c）的热端散热量最小，测量准确度最高。）的热端散热量最小，测量准确度最高。n n测量误差不仅与热电偶热端的接触形式有关，而且还与测量误差不仅与热电偶热端的接触形式有关，而且还与被测表面的导热能力有关，如被测固体壁面材料为玻璃，被测表面的导热能力有关，如被测固体壁面材料为玻璃，陶瓷等，它们的导热性能很差，这时如采用（陶瓷等，它们的导热性能很差，这时如采用（a）的接）的接）的接）的接触形式，则误差很大，而采用（触形式，则误差很大，而采用（触形式，则误差很大，而采用（触形式，则误差很大，而采用（b b）接触形式，误差就大）接触形式，误差就大）接触形式，误差就大）接触形式，误差就大大减小，这是因为金属片导热性能好。大减小，这是因为金属片导热性能好。大减小，这是因为金属片导热性能好。大减小，这是因为金属片导热性能好。18第18页，此课件共41页哦n n当当当当金金金金属属属属片片片片有有有有比比比比较较较较大大大大的的的的面面面面积积积积时时时时，导导导导走走走走相相相相同同同同的的的的热热热热量量量量所所所所需需需需要要要要的的的的温温温温差差差差会大大减小，热电偶热端温度就不致降低太多。会大大减小，热电偶热端温度就不致降低太多。会大大减小，热电偶热端温度就不致降低太多。会大大减小，热电偶热端温度就不致降低太多。n n如如如如果果果果热热热热电电电电偶偶偶偶的的的的直直直直径径径径粗粗粗粗，则则则则散散散散失失失失的的的的热热热热量量量量多多多多，热热热热端端端端温温温温度度度度改改改改变变变变就就就就大大大大；直直直直径径径径细细细细，向向向向外外外外散散散散失失失失的的的的热热热热量量量量少少少少，热热热热端端端端温温温温度度度度改改改改变变变变就就就就小小小小。如如如如果果果果壁壁壁壁面面面面上上上上方方方方气气气气流流流流的的的的速速速速度度度度增增增增大大大大，则则则则热热热热电电电电极极极极散散散散失失失失的的的的热热热热量量量量就就就就多多多多，热热热热端端端端的的的的温温温温度度度度改改改改变变变变就就就就大大大大；反反反反之之之之，壁壁壁壁面面面面上上上上方方方方气气气气流流流流速速速速度度度度小小小小，则则则则热热热热电电电电极极极极散散散散失失失失的的的的热热热热量量量量就就就就少少少少，热热热热端端端端的的的的温温温温度度度度改改改改变变变变也也也也就就就就小小小小些些些些。当当当当测测测测量量量量管管管管壁壁壁壁表表表表面面面面温温温温度度度度时时时时，若若若若管管管管壁壁壁壁厚厚厚厚度度度度增增增增加加加加，则则则则测测测测温温温温误误误误差差差差减减减减小小小小，这这这这是是是是由由由由于于于于热热热热电电电电极极极极向向向向外外外外导导导导走走走走的的的的热热热热量，很快由管壁的其他部分补充了，因而测温误差就减小。量，很快由管壁的其他部分补充了，因而测温误差就减小。量，很快由管壁的其他部分补充了，因而测温误差就减小。量，很快由管壁的其他部分补充了，因而测温误差就减小。19第19页，此课件共41页哦n n通通通通常常常常用用用用焊焊焊焊接接接接方方方方法法法法使使使使热热热热电电电电偶偶偶偶的的的的热热热热端端端端固固固固定定定定于于于于被被被被测测测测表表表表面面面面，图图图图所所所所示示示示的的的的为为为为三三三三种种种种常常常常用用用用的的的的焊焊焊焊接接接接形形形形式式式式，下下下下面面面面从从从从导导导导热热热热误误误误差差差差大大大大小小小小方方方方面面面面来来来来分别讨论之。分别讨论之。分别讨论之。分别讨论之。二、热电偶的接点导热误差二、热电偶的接点导热误差n n 球形焊如图球形焊如图球形焊如图球形焊如图(a)a)所示。将热电偶的球形热端与被测表面焊在一起。球所示。将热电偶的球形热端与被测表面焊在一起。球所示。将热电偶的球形热端与被测表面焊在一起。球所示。将热电偶的球形热端与被测表面焊在一起。球形热端的两热电极分叉处温度为指示温度形热端的两热电极分叉处温度为指示温度形热端的两热电极分叉处温度为指示温度形热端的两热电极分叉处温度为指示温度t t2 2，t t2 2和表面实际温度和表面实际温度和表面实际温度和表面实际温度t t1 1有个有个有个有个差值。为了减小这个差值，热电极应尽量细些，焊点也应尽量小些，必要差值。为了减小这个差值，热电极应尽量细些，焊点也应尽量小些，必要差值。为了减小这个差值，热电极应尽量细些，焊点也应尽量小些，必要差值。为了减小这个差值，热电极应尽量细些，焊点也应尽量小些，必要时可将焊点压平。球形焊热电偶所测量的是表面时可将焊点压平。球形焊热电偶所测量的是表面时可将焊点压平。球形焊热电偶所测量的是表面时可将焊点压平。球形焊热电偶所测量的是表面“点点点点”的温度，但在一个的温度，但在一个的温度，但在一个的温度，但在一个“点点点点”上有两根热电极同时导热，所以这种方法有较大的导热误差。上有两根热电极同时导热，所以这种方法有较大的导热误差。上有两根热电极同时导热，所以这种方法有较大的导热误差。上有两根热电极同时导热，所以这种方法有较大的导热误差。20第20页，此课件共41页哦n n交交交交叉叉叉叉焊焊焊焊（重重重重叠叠叠叠焊焊焊焊）如如如如图图图图（b b）所所所所示示示示。焊焊焊焊接接接接时时时时先先先先将将将将导导导导热热热热性性性性能能能能较较较较好好好好的的的的热热热热电电电电极极极极（如如如如分分分分度度度度号号号号为为为为KK的的的的热热热热电电电电偶偶偶偶的的的的镍镍镍镍硅硅硅硅极极极极）与与与与被被被被测测测测表表表表面面面面焊焊焊焊在在在在一一一一起起起起，然然然然后后后后再再再再将将将将导导导导热热热热性性性性能能能能较较较较差差差差的的的的热热热热电电电电极极极极（如如如如镍镍镍镍铬铬铬铬极极极极）交交交交叉叉叉叉地地地地叠叠叠叠在在在在焊焊焊焊点点点点上上上上面面面面，再再再再次次次次进进进进行行行行焊接。焊接。焊接。焊接。n n这这这这时时时时热热热热电电电电偶偶偶偶指指指指示示示示的的的的温温温温度度度度与与与与表表表表面面面面实实实实际际际际温温温温度度度度有有有有一一一一个个个个差差差差值值值值。如如如如将将将将导导导导热热热热性性性性能能能能较较较较好好好好的的的的热热热热电电电电极极极极紧紧紧紧靠靠靠靠在在在在被被被被测测测测表表表表面面面面上上上上，可可可可使使使使指指指指示示示示值值值值比比比比较较较较接接接接近于真值。交叉焊形式的导热误差要比球形焊的小些。近于真值。交叉焊形式的导热误差要比球形焊的小些。近于真值。交叉焊形式的导热误差要比球形焊的小些。近于真值。交叉焊形式的导热误差要比球形焊的小些。21第21页，此课件共41页哦n n平平平平行行行行焊焊焊焊如如如如图图图图（c c）所所所所示示示示。将将将将两两两两热热热热电电电电极极极极分分分分别别别别焊焊焊焊在在在在被被被被测测测测表表表表面面面面上上上上，在在在在两两两两焊焊焊焊点点点点之之之之间间间间保保保保持持持持一一一一段段段段距距距距离离离离（对对对对于于于于等等等等温温温温导导导导体体体体表表表表面面面面约约约约为为为为1-1-5mm5mm）。）。）。）。n n平平平平行行行行焊焊焊焊适适适适用用用用于于于于等等等等温温温温导导导导体体体体表表表表面面面面温温温温度度度度测测测测量量量量。当当当当被被被被测测测测表表表表面面面面存存存存在在在在温温温温度度度度梯梯梯梯度度度度或或或或被被被被测测测测表表表表面面面面材材材材质质质质不不不不均均均均匀匀匀匀时时时时，不宜采用平行焊。不宜采用平行焊。不宜采用平行焊。不宜采用平行焊。n n一一一一般般般般来来来来说说说说，交交交交叉叉叉叉焊焊焊焊两两两两热热热热电电电电极极极极分分分分叉叉叉叉处处处处与与与与壁壁壁壁面面面面距距距距离离离离比比比比球球球球形形形形焊焊焊焊小小小小，所所所所以以以以接接接接点点点点导导导导热热热热误误误误差差差差小小小小。平平平平行行行行焊焊焊焊两两两两热热热热电电电电极极极极分分分分两两两两点点点点焊焊焊焊在在在在固固固固体体体体表表表表面面面面上上上上，没没没没有有有有交叉点离开壁面的问题，所以没有接点导热误差。交叉点离开壁面的问题，所以没有接点导热误差。交叉点离开壁面的问题，所以没有接点导热误差。交叉点离开壁面的问题，所以没有接点导热误差。n n实验证明，三种形式的测温相对误差以球形焊最大，交叉焊次实验证明，三种形式的测温相对误差以球形焊最大，交叉焊次实验证明，三种形式的测温相对误差以球形焊最大，交叉焊次实验证明，三种形式的测温相对误差以球形焊最大，交叉焊次之，平行焊最小。之，平行焊最小。之，平行焊最小。之，平行焊最小。22第22页，此课件共41页哦三、高温气体温度测量三、高温气体温度测量问题：问题：在测量锅炉烟道中烟气的温在测量锅炉烟道中烟气的温度时，往往在测温管安装地点度时，往往在测温管安装地点附近有温度较低的受热面，因附近有温度较低的受热面，因此在测温管表面有辐射散热，此在测温管表面有辐射散热，造成测量误差。造成测量误差。23第23页，此课件共41页哦解决措施：解决措施：n n1 1、妥善选择测温管的安装位置，原则、妥善选择测温管的安装位置，原则、妥善选择测温管的安装位置，原则、妥善选择测温管的安装位置，原则是：烟气能扫过测温管在烟道内的整是：烟气能扫过测温管在烟道内的整是：烟气能扫过测温管在烟道内的整是：烟气能扫过测温管在烟道内的整个部分（烟气负担沿测温管的散热）个部分（烟气负担沿测温管的散热）个部分（烟气负担沿测温管的散热）个部分（烟气负担沿测温管的散热）和安装地点的烟道内壁（提高壁温）。和安装地点的烟道内壁（提高壁温）。和安装地点的烟道内壁（提高壁温）。和安装地点的烟道内壁（提高壁温）。n n2 2、测温管安装部分外壁加较厚的绝热、测温管安装部分外壁加较厚的绝热、测温管安装部分外壁加较厚的绝热、测温管安装部分外壁加较厚的绝热层，减小散热。层，减小散热。层，减小散热。层，减小散热。24第24页，此课件共41页哦n n在采用措施在采用措施在采用措施在采用措施1和和和和2后，可认为传导散热造成的误差接近零，后，可认为传导散热造成的误差接近零，后，可认为传导散热造成的误差接近零，后，可认为传导散热造成的误差接近零，测温管仅以热辐射的方式散热，造成热辐射误差。热辐测温管仅以热辐射的方式散热，造成热辐射误差。热辐测温管仅以热辐射的方式散热，造成热辐射误差。热辐测温管仅以热辐射的方式散热，造成热辐射误差。热辐射误差（用热力学温度表示）由下式决定射误差（用热力学温度表示）由下式决定射误差（用热力学温度表示）由下式决定射误差（用热力学温度表示）由下式决定n n式式式式中中中中 为为为为辐辐辐辐射射射射散散散散热热热热系系系系数数数数，其其其其中中中中 为为为为全全全全体体体体辐辐辐辐射射射射的的的的斯斯斯斯忒忒忒忒潘潘潘潘-玻玻耳耳兹兹曼曼常常数数,为为为为测测测测温温温温管管管管表表表表面面面面的的的的总总总总辐辐辐辐射射射射发发发发射射射射率率率率；为为为为管管管管内内内内介介介介质质质质和和和和测测测测温温温温管管管管之之之之间间间间放放放放热热热热系系系系数数数数；为为为为管管管管壁壁壁壁的的的的热热热热力力力力学学学学温温温温度。度。度。度。25第25页，此课件共41页哦n n应应应应该该该该指指指指出出出出，由由由由于于于于热热热热辐辐辐辐射射射射影影影影响响响响而而而而产产产产生生生生的的的的测测测测量量量量误误误误差差差差可可可可能能能能是是是是很很很很大大大大的的的的。例例例例如如如如测测测测量量量量750750锅锅锅锅炉炉炉炉过过过过热热热热器器器器后后后后面面面面的的的的烟烟烟烟气气气气温温温温度度度度，附附附附近近近近冷冷冷冷表表表表面面面面的的的的平平平平均均均均温温温温度度度度是是是是400400，烟烟烟烟气气气气对对对对测测测测温温温温管管管管的的的的对对对对流流流流放放放放热热热热系系系系数数数数是是是是30/40/50W/30/40/50W/(m(m2 2K)K)，测测测测温温温温管管管管表表表表面面面面的的的的辐辐辐辐射射射射率率率率是是是是0.80.8，仪仪仪仪表表表表值值值值为为为为506/524/540506/524/540，误差达误差达误差达误差达-244,-226,-210-244,-226,-210。n n由此可见误差是很大的，被测介质温度越高，误差也越大。这由此可见误差是很大的，被测介质温度越高，误差也越大。这由此可见误差是很大的，被测介质温度越高，误差也越大。这由此可见误差是很大的，被测介质温度越高，误差也越大。这种情况会使测量工作完全失去意义。在实际情况下，用热辐射种情况会使测量工作完全失去意义。在实际情况下，用热辐射种情况会使测量工作完全失去意义。在实际情况下，用热辐射种情况会使测量工作完全失去意义。在实际情况下，用热辐射误差公式来计算温度是很难的，因为各个系数的数值不易确定，误差公式来计算温度是很难的，因为各个系数的数值不易确定，误差公式来计算温度是很难的，因为各个系数的数值不易确定，误差公式来计算温度是很难的，因为各个系数的数值不易确定，冷表面的温度也难以确定。冷表面的温度也难以确定。冷表面的温度也难以确定。冷表面的温度也难以确定。n n为了正确测定烟气温度，原则上可以采用以下措施：为了正确测定烟气温度，原则上可以采用以下措施：为了正确测定烟气温度，原则上可以采用以下措施：为了正确测定烟气温度，原则上可以采用以下措施：26第26页，此课件共41页哦n n(1)把测温管和冷的管壁隔把测温管和冷的管壁隔离开来，使测温管不直接离开来，使测温管不直接对冷管壁进行辐射。这是对冷管壁进行辐射。这是因为热辐射误差和因为热辐射误差和的的四次方差成正比，四次方差成正比，若若有少许差别，产生的误差有少许差别，产生的误差就很大。就很大。n n图是用隔离罩把测温管和图是用隔离罩把测温管和冷管壁面隔离开来的例子。冷管壁面隔离开来的例子。27第27页，此课件共41页哦n n由由于于烟烟气气直直接接流流过过隔隔离离罩罩的的内内外外壁壁，加加热热了了隔隔离离罩罩，隔隔离离罩罩的的温温度度比比管管壁壁面面的的温温度度要要高高得得多多，这这时时对对冷冷壁壁面面的的辐辐射射由由隔隔离离罩罩来来承承担担。同同时时，隔隔离离罩罩和和测测温温管管之之间间的的温温度度差差大大大大减减小小，测测温温管管的的辐辐射射散散热热量量大大大大减减小小，这这就就使使得得测测温温管管表表面面温温度度较较接接近近于于烟烟气气温温度，从而减小了测量误差。度，从而减小了测量误差。n n应应该该指指出出，装装设设隔隔离离罩罩并并不不容容易易，因因为为在在装装设设隔隔离离罩罩后后要要保保证证气气流流能能顺顺利利地地流流过过测测温温管管。另另外外，隔隔离离罩罩在在使使用用中中其其表表面面会会被被烟烟气气污污染染而而增增大大粗粗糙糙度度，结结果使表面的发射率增加，因而使误差逐渐加大。果使表面的发射率增加，因而使误差逐渐加大。28第28页，此课件共41页哦n n2 2）由由由由式式式式（2 2）还还还还可可可可以以以以看看看看到到到到，误误误误差差差差随随随随 的的的的增增增增加加加加而而而而增增增增大大大
