接触测温方法及误差讨论.ppt

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1、热工测量仪表热工测量仪表接触测温及误差讨论接触测温及误差讨论引言引言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。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

2、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沿着热电偶套管传给周围沿着热电偶套管传给周围沿着热电偶套管传给周围环境环境环境环境;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，省煤器省煤器省煤器省煤器管壁温度为管壁温度为管壁温度为管壁温度为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

3、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，热，热，热电偶热端温度为电偶热端温度为电偶热端温度为电偶热端温度为T T，由于由于由于由于TgTgT T，所以烟气就以对流、辐射及所以烟气就以对流、辐射及所以烟气就以对流、辐射及所以烟气就以对流、辐射及传导方式将热量传导方式将热量传导方式将热量传导方式将热量Q1Q1传给热电偶；传给热电偶；传给热电偶；传给热电偶；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；，散；，散；，散失的热量为失的热量为失的热量为

4、失的热量为2 23 3，达到热平，达到热平，达到热平，达到热平衡时衡时衡时衡时Q1=Q1=2 2Q3Q3，即补充的热即补充的热即补充的热即补充的热量等于散失的热量。然而只有量等于散失的热量。然而只有量等于散失的热量。然而只有量等于散失的热量。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永远不可能等于永远不可能等于永远不可能等于永远不可能等于TgTg。TT就是测温误差。就是测温误差。就是测温误差。就是测温误差。n n要减小要减小要减小要减小TT使感受件的温度接近使感受件的温度接近使感受件的温度接近使感受件的温度接近被测介质的温

5、度，就必须增大烟被测介质的温度，就必须增大烟被测介质的温度，就必须增大烟被测介质的温度，就必须增大烟气对热电偶的传热和减小热电偶气对热电偶的传热和减小热电偶气对热电偶的传热和减小热电偶气对热电偶的传热和减小热电偶对外的传导散热和辐射散热。对外的传导散热和辐射散热。对外的传导散热和辐射散热。对外的传导散热和辐射散热。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

6、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的测量。度的测量。度的测量。度的测量。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

7、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面面面的的的的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温温温温度度度度一一一一致致致致，都都都都是是是是。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

8、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管子内壁的辐射散热影响可以忽略。对管子内壁的辐射散热影响可以忽略。对管子内壁的辐射散热影响可以忽略。对管子内壁的辐射散热影响可以忽略。n n如如如如果果果果管管管管道道道道中中中中介介介介质质质质为为为为液液液液体体体体，则则则则测测测测温温温温管管管管对对对对管管管管内内内内壁壁壁壁不

9、不不不会会会会有辐射散热。有辐射散热。有辐射散热。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，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式式式中中中中 分分分分别别别别为为为为管管管管内内内内、外外外外介介介介质质质质对对对对测测测测温温温温管管管管之之之之间间间间的的的的换换换换热热热热系系系系数；数；数；数；分分分分别别别别为为为为管管管管内内内内外外外外两两两两段段段段测测测测温温温温管管管管的

10、的的的热热热热导导导导率率率率，均均均均质质质质 ；分分分分别别别别为为为为 和和和和 两两两两段段段段测测测测温温温温管管管管的的的的截截截截面面面面周周周周长长长长，；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)从上式可见：从上式可见

11、：从上式可见：从上式可见：n n1 1）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。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。n n2 2）管管管管道道道道中中中中流流流流体体体体与与与与管管管管外外外外介介介介质质质质的的的的温温温温度度度度差差差差 越越越越大大大大，测测测测温温温温误误误误差差差差越越越越大大大大。为为为为了了了了减减减减小小小小误误误误差差差差，应应应应该该该该把把把把露露露露出出出出在在在在管管管管道道道道外外外外的的的的测测测测温温温温管管管管用用用用保保保保温温温温材材材材料

12、料料料包包包包起起起起来来来来，这这这这样样样样不不不不仅仅仅仅使使使使得得得得露露露露出出出出部部部部分分分分温温温温度度度度提提提提高高高高，减减减减小小小小导导导导热热热热损损损损失失失失，而而而而且且且且也也也也使使使使露露露露出出出出部部部部分分分分和和和和外外外外面面面面介介介介质质质质的的的的热热热热交交交交换换换换减减减减少少少少，换换换换热热热热系系系系数数数数 减减减减小小小小，因此可以减小测温误差。因此可以减小测温误差。因此可以减小测温误差。因此可以减小测温误差。n n3 3）当当当当 增增增增加加加加，即即即即插插插插到到到到管管管管道道道道内内内内介介介介质质质质部部

13、部部分分分分测测测测温温温温管管管管长长长长度度度度增增增增加加加加，双双双双曲曲曲曲余弦余弦余弦余弦，双曲正切，双曲正切，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；都增加，导热误差减小；都增加，导热误差减小；n n4 4）当当当当减小，双曲余切减小，双曲余切减小，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。增加，测温误差也减小。增加，测温误差也减小。n n5 5）当当当当放放放放热热热热系系系系数数数数 增增增增加加加加，增增增增加加加加时时时时，误误误误差差差差减减减减小小小小。因因因因此此此此应应应应该该该该把把把把感感感感受件放在流体速度最高的

14、地方，即管道中心轴线上。受件放在流体速度最高的地方，即管道中心轴线上。受件放在流体速度最高的地方，即管道中心轴线上。受件放在流体速度最高的地方，即管道中心轴线上。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

15、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薄薄薄的的的的形形形形状。状。状。状。n n6）测测测测温温温温管管管管材材材材料料料料的的的的热热热热导导导导率率率率 小小小小，则则则则 增增增增加加加加，误误误误差差差差减减减减小小小小。因因因因此此此此测测测测温温温温管管管管常常常常用用用用导导导导热热热热性性性性质质质质不不不不良良良良的的的的材材材材料料料料如如如如陶陶

16、陶陶瓷瓷瓷瓷，不不不不锈锈锈锈钢钢钢钢等等等等来来来来制制制制造造造造（应应应应该该该该注注注注意意意意，采采采采用用用用这这这这类类类类材材材材料料料料制制制制造造造造测测测测温温温温管管管管使使使使会会会会增增增增加加加加导导导导热热热热阻阻阻阻力力力力，使使使使动动动动态态态态测量误差增加）。测量误差增加）。测量误差增加）。测量误差增加）。至至至至于于于于减减减减少少少少b b2 2的的的的问问问问题题题题，关关关关键键键键在在在在于于于于使使使使 变变变变小小小小，方方方方法法法法是在测量管的露出部分加绝热层。是在测量管的露出部分加绝热层。是在测量管的露出部分加绝热层。是在测量管的露出

17、部分加绝热层。方案方案方案方案1 1采用铂电阻温度采用铂电阻温度采用铂电阻温度采用铂电阻温度计，沿管道中心线插计，沿管道中心线插计，沿管道中心线插计，沿管道中心线插的很深，安装部位的的很深，安装部位的的很深，安装部位的的很深，安装部位的管道有很厚的绝热层，管道有很厚的绝热层，管道有很厚的绝热层，管道有很厚的绝热层，测温管露出部分很少，测温管露出部分很少，测温管露出部分很少，测温管露出部分很少，这种方案的测量误差这种方案的测量误差这种方案的测量误差这种方案的测量误差接近于零；接近于零；接近于零；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

18、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摄氏度；方案摄氏度；方案摄氏度；方案摄氏度；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的不同之处是测温管的直径和管壁厚的不同之处是测温管的直径和管壁厚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，达到度都较大，因此误差也增大了，达到度都较大，因此误差也增大了，达到度都较大，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。管道中流过压力图表示了感应件的几种不同的安装方案。管道中流过压

19、力图表示了感应件的几种不同的安装方案。管道中流过压力图表示了感应件的几种不同的安装方案。管道中流过压力为为为为3MPa3MPa，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，流速为流速为流速为流速为3030m/sm/s，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 2不同的地方是测温管没有插到管不同的地方是测温管没有插到管不同的地方是测温管没有插到管不同的地方是测温管没有插到管道中心（道中心（道中心（道中心（L1L1较小），因此误差达到较小），因此误差达到较小）

20、，因此误差达到较小），因此误差达到-15-15摄氏度，摄氏度，摄氏度，摄氏度，即即即即-4%-4%左右；左右；左右；左右；n n方案方案方案方案5 5也是用电子温度计测量，安装地点的管也是用电子温度计测量，安装地点的管也是用电子温度计测量，安装地点的管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道没有绝热层，而且温度计的露出部分道没有绝热层，而且温度计的露出部分道没有绝热层，而且温度计的露出部分L2L2较长，较长，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 1中那样长，因此测量误差达到中那样长，因此测量误差达到中那样长，因此测量误差达到中那样长，因此

21、测量误差达到-4545摄氏度，即摄氏度，即摄氏度，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，该例子说明了，在测量管道中的流体温度时，该例子说明了，在测量管道中的流体温度时，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，测量如果遵循前面提出的原则来安装温度计，测量如果遵循前面提出的原则来安装温度计，测量如果遵循前面提出的原则来安装温度计，测量误差是可能减至极小的。误差是可能减至极小的。误差是可能减至极小的。误差是可能减至极小的。n n在电厂中测量高温高压主蒸汽温在电厂中测量高温高压主蒸汽温在电厂中测量高温高压主蒸汽温在电厂中测量高温

22、高压主蒸汽温度的热电偶会遇到如下问题：由度的热电偶会遇到如下问题：由度的热电偶会遇到如下问题：由度的热电偶会遇到如下问题：由于高温高压气流的冲刷，伸至管于高温高压气流的冲刷，伸至管于高温高压气流的冲刷，伸至管于高温高压气流的冲刷，伸至管道中心处的热电偶容易产生振动道中心处的热电偶容易产生振动道中心处的热电偶容易产生振动道中心处的热电偶容易产生振动断裂事故。断裂事故。断裂事故。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入管道中的深度入管道中的深度L1L1。根据元件传根据元件传根据元件

23、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，L1L1减小使得测温误减小使得测温误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。锥形热电偶。锥形热电偶。n n热电偶保护套管焊在水平主蒸汽热电偶保护套管焊在水平主蒸汽热电偶保护套管焊在水平主蒸汽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（如管道上部的一根垂直套管上（如管道上部的一根垂直套管上（如管道上部的一根垂直套管上（如左图所示），蒸汽通过热电偶保左图所示），蒸汽通过热电偶保左图所示），蒸汽通过热电偶保左

24、图所示），蒸汽通过热电偶保护套管与主蒸汽管道壁之间的空护套管与主蒸汽管道壁之间的空护套管与主蒸汽管道壁之间的空护套管与主蒸汽管道壁之间的空隙进入垂直套管上部，对热电偶隙进入垂直套管上部，对热电偶隙进入垂直套管上部，对热电偶隙进入垂直套管上部，对热电偶进行加热，因此，虽然热电偶插进行加热，因此，虽然热电偶插进行加热，因此，虽然热电偶插进行加热，因此，虽然热电偶插入主蒸汽管道中的深度减小了，入主蒸汽管道中的深度减小了，入主蒸汽管道中的深度减小了，入主蒸汽管道中的深度减小了，但受到蒸汽加热的保护套管长度但受到蒸汽加热的保护套管长度但受到蒸汽加热的保护套管长度但受到蒸汽加热的保护套管长度L1L1反而增

25、加了，这样就解决了热反而增加了，这样就解决了热反而增加了，这样就解决了热反而增加了，这样就解决了热电偶容易断裂和测温偏低之间的电偶容易断裂和测温偏低之间的电偶容易断裂和测温偏低之间的电偶容易断裂和测温偏低之间的矛盾。矛盾。矛盾。矛盾。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视，对大型锅炉的安

26、全运行是不可缺少的。监视，对大型锅炉的安全运行是不可缺少的。监视，对大型锅炉的安全运行是不可缺少的。监视，对大型锅炉的安全运行是不可缺少的。n n目目目目前前前前较较较较多多多多的的的的是是是是采采采采用用用用热热热热电电电电偶偶偶偶来来来来测测测测量量量量固固固固体体体体表表表表面面面面温温温温度度度度，这这这这是是是是由由由由于于于于热热热热电电电电偶偶偶偶有有有有较较较较宽宽宽宽的的的的测测测测量量量量范范范范围围围围，较较较较小小小小的的的的测测测测量量量量端端端端，能能能能测测测测量量量量“点点点点”的的的的温温温温度度度度，而而而而且且且且测测测测温温温温的的的的准准准准确确确确度

27、度度度也也也也较较较较高高高高。但但但但是是是是，用用用用热热热热电电电电偶偶偶偶测测测测量量量量管管管管壁壁壁壁温温温温度度度度和和和和一一一一切切切切接接接接触触触触测测测测量量量量方方方方法法法法一一一一样样样样，由由由由于于于于被被被被测测测测表表表表面面面面沿沿沿沿热热热热电电电电偶偶偶偶有有有有热热热热量量量量导导导导出出出出，破破破破坏坏坏坏了了了了被被被被测测测测表表表表面面面面的的的的温温温温度度度度场场场场，热热热热电电电电偶偶偶偶所所所所测测测测量量量量的的的的温温温温度度度度实实实实际际际际上上上上是是是是破破破破坏坏坏坏温温温温度度度度场场场场以以以以后后后后的的的的

28、表表表表面面面面温温温温度度度度，因因因因此此此此就就就就产产产产生生生生了了了了测测测测量量量量误误误误差差差差，下下下下面面面面来来来来分分分分析析析析这些误差。这些误差。这些误差。这些误差。n n进行表面温度测量的热进行表面温度测量的热进行表面温度测量的热进行表面温度测量的热电偶与被测表面的接触电偶与被测表面的接触电偶与被测表面的接触电偶与被测表面的接触形式，基本上有以下四形式，基本上有以下四形式，基本上有以下四形式，基本上有以下四种。如图所示，种。如图所示，种。如图所示，种。如图所示，n n（a a）为点接触，即热电为点接触，即热电为点接触，即热电为点接触，即热电偶的热端直接与被测表偶

29、的热端直接与被测表偶的热端直接与被测表偶的热端直接与被测表面相接触；面相接触；面相接触；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为面接触，即先将热电偶的热端与导热性能良好的金属为面接触，即先将热电偶的热端与导热性能良好的金属为面接触，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；片（如铜片）焊在一起，然后使金属片与被测表面紧密接触；片（如铜片）焊在一起，然后使金属片与被测表面紧密接触；片（如铜片）焊在一起，然后使金属片与被测表面紧密接触；n n（d d）为为为为分分分分立立立立接

30、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面（仅对导体而言）构成回路。表面（仅对导体而言）构成回路。表面（仅对导体而言）构成回路。表面（仅对导体而言）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

31、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）的的的的散散散散热热热热量量量量则则则则由由由由金金金金属属属属片片片片所所所所接接接接触的那块表面共同分摊。触的那块表面共同分摊。触的那块表面共同分摊。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

32、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电电电极极极极直直直直径径径径）后后后后引引引引出；出；出；出；n n因因因因此此此此，在在在在相相相相同同同同的的的的外外外外界界界界条条条条件件件件下下下下，（a a）的的的的导导导导热热热热误误误误差差差差最最最最大大大大，（d d）次次次次之之之之，（b b）较较较较小小小小，（c c）的的的的两两两两热热热热电电电电极极极极的的的的散散散散热热热热量量量量虽虽虽虽然然然然也也也也集集集集中中中中在在在在一一一一个个个个较较较较小小小小的的的的区区区区域

33、域域域，但但但但由由由由于于于于热热热热电电电电极极极极已已已已与与与与被被被被测测测测表表表表面面面面等等等等温温温温敷敷敷敷设设设设一一一一段段段段距距距距离离离离后后后后才才才才引引引引出出出出，散散散散热热热热量量量量主主主主要要要要是是是是由由由由等等等等温温温温敷敷敷敷设设设设段段段段供供供供给给给给的的的的，热热热热端端端端的的的的温温温温度度度度梯梯梯梯度度度度比比比比另另另另外外外外三三三三种种种种形形形形式式式式的的的的要要要要小小小小得得得得多多多多，所所所所以以以以（c c）的的的的热热热热端端端端散散散散热热热热量量量量最最最最小小小小，测测测测量量量量准准准准确确确

34、确度度度度最最最最高。高。高。高。n n测量误差不仅与热电偶热端的接触形式有关，测量误差不仅与热电偶热端的接触形式有关，测量误差不仅与热电偶热端的接触形式有关，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，如被测固而且还与被测表面的导热能力有关，如被测固而且还与被测表面的导热能力有关，如被测固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，陶瓷等，它们的导热性能体壁面材料为玻璃，陶瓷等，它们的导热性能体壁面材料为玻璃，陶瓷等，它们的导热性能体壁面材料为玻璃，陶瓷等，它们的导热性能很差，这时如采用（很差，这时如采用（很差，这时如采用（很差，这时如采用（a a）

35、的接触形式，则误差的接触形式，则误差的接触形式，则误差的接触形式，则误差很大，而采用（很大，而采用（很大，而采用（很大，而采用（b b）接触形式，误差就大大减接触形式，误差就大大减接触形式，误差就大大减接触形式，误差就大大减小，这是因为金属片导热性能好。小，这是因为金属片导热性能好。小，这是因为金属片导热性能好。小，这是因为金属片导热性能好。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会会会大大大大大大大大减减减减小小小小，热热热

36、热电电电电偶偶偶偶热热热热端端端端温温温温度度度度就就就就不不不不致致致致降低太多。降低太多。降低太多。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

37、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

38、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量量量，很很很很快快快快由由由由管管管管壁壁壁壁的的的的其他部分补充了，因而测温误差就减小。其他部分补充了，因而测温误差就减小。其他部分补充了，因而测温误差就减小。其他部分补充了，因而测温误差就减小。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

39、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面来分别讨论之。方面来分别讨论之。方面来分别讨论之。方面来分别讨论之。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。所示。将热电偶的球形热端与被测表面焊在一起。所示。将热电偶的球形热端与被测表面焊在一起。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球形热端的两热电极分叉处温度为指示温度球形热端的两热电极分叉处温度为指示温度球形热端的两热电极分叉处温度为指示温度t t2

40、2，t t2 2和表面实际温和表面实际温和表面实际温和表面实际温度度度度t t1 1有个差值。为了减小这个差值，热电极应尽量细些，焊点也有个差值。为了减小这个差值，热电极应尽量细些，焊点也有个差值。为了减小这个差值，热电极应尽量细些，焊点也有个差值。为了减小这个差值，热电极应尽量细些，焊点也应尽量小些，必要时可将焊点压平。球形焊热电偶所测量的是表应尽量小些，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面面面“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

41、“点点点点”上有两根热电极同时导热，所上有两根热电极同时导热，所上有两根热电极同时导热，所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。以这种方法有较大的导热误差。以这种方法有较大的导热误差。以这种方法有较大的导热误差。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

42、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，再次进行焊接。再次进行焊接。再次进行焊接。再次进行焊接。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

43、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近近近于于于于真真真真值值值值。交交交交叉叉叉叉焊焊焊焊形形形形式式式式的的的的导导导导热热热热误误误误差差差差要要要要比比比比球球球球形形形形焊焊焊焊的小些。的小些。的小些。的小些。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

44、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为约为约为约为1-51-5mmmm）。）。）。）。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，不不不不宜宜宜宜采采采采用用用用平平平平行行行行焊。焊。焊。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

45、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，没有交叉点离开壁面的问题，所以没有接点导热误差。上，没有交叉点离开壁面的问题，所以没有接点导热误差。上，没有交叉点离开壁面的问题，所以没有接点导热误差。上，没有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，交叉焊实验证明，三种形式的测温相对误差以球形焊

46、最大，交叉焊实验证明，三种形式的测温相对误差以球形焊最大，交叉焊实验证明，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。次之，平行焊最小。次之，平行焊最小。次之，平行焊最小。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度时，在测量锅炉烟道中烟气的温度时，在测量锅炉烟道中烟气的温度时，在测量锅炉烟道中烟气的温度时，往往在测温管安装地点附近有温往往在测温管安装地点附近有温往往在测温管安装地点附近有温往往在测温管安装地点附近有温度较低的受热面，因此在测温管度较低的受热面，因此在测温管度较低的受热面，因此在测温管度较低的受热面，因此在测温管表面有辐射散热，

47、造成测量误差。表面有辐射散热，造成测量误差。表面有辐射散热，造成测量误差。表面有辐射散热，造成测量误差。解决措施：解决措施：n n1 1、妥善选择测温管的安装位置，、妥善选择测温管的安装位置，、妥善选择测温管的安装位置，、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原则是：烟气能扫过测温管在烟原则是：烟气能扫过测温管在烟原则是：烟气能扫过测温管在烟道内的整个部分（烟气负担沿测道内的整个部分（烟气负担沿测道内的整个部分（烟气负担沿测道内的整个部分（烟气负担沿测温管的散热）和安装地点的烟道温管的散热）和安装地点的烟道温管的散热）和安装地点的烟道温管的散热）和安装地点的烟道内壁（提高壁温）

48、。内壁（提高壁温）。内壁（提高壁温）。内壁（提高壁温）。n n2 2、测温管安装部分外壁加较厚、测温管安装部分外壁加较厚、测温管安装部分外壁加较厚、测温管安装部分外壁加较厚的绝热层，减小散热。的绝热层，减小散热。的绝热层，减小散热。的绝热层，减小散热。n n在采用措施在采用措施在采用措施在采用措施1 1和和和和2 2后，可认为传导散热造成的误后，可认为传导散热造成的误后，可认为传导散热造成的误后，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，造差接近零，测温管仅以热辐射的方式散热，造差接近零，测温管仅以热辐射的方式散热，造差接近零，测温管仅以热辐射的方式散热，造成热辐射误差。热辐

49、射误差（用热力学温度表成热辐射误差。热辐射误差（用热力学温度表成热辐射误差。热辐射误差（用热力学温度表成热辐射误差。热辐射误差（用热力学温度表示）由下式决定示）由下式决定示）由下式决定示）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-玻玻玻玻耳耳耳耳兹兹兹兹曼曼曼曼常常常常数数数数,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

50、之间放热系数；之间放热系数；之间放热系数；之间放热系数；为管壁的热力学温度。为管壁的热力学温度。为管壁的热力学温度。为管壁的热力学温度。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