熱電対に関する一般的な質問と回答

エンジニアが熱電対をすばやく理解できるようにするために、私は熱電対に関する15のよくある質問をまとめました。詳細は次のとおりです。1。熱電対の測定原理は何ですか？サーモカップルは、シーベック効果に基づいて機能します。これは、異なる組成の2つの導体が回路を形成するために接続されている場合、2つの端の温度が異なる場合、サーキット内で熱電流の物理的変化が発生することを示しています。熱電対は2つの異なるワイヤ（熱電端子）で構成され、その一方の端を溶接して測定端子（作業端子とも呼ばれます）を形成します。この端子は、温度が測定されている材料に挿入されています。熱電対のもう一方の端（参照端子または自由端子）は、デジタル機器に接続されています。測定端子と熱電対の参照端子の間に温度差がある場合、デジタル機器は、熱電対. 2.によって生成される熱誘導電気力を検出します。 RTDは、温度とともに抵抗が変化して温度を正確に測定するために抵抗が変化するという金属導体または半導体の特性を使用します。 RTDの熱-検知部分（温度センサー要素）は、絶縁フレームの周りに均等に巻き付けられている細いワイヤで作られているか、レーザーマグネトロンスパッタリングプロセスを使用してシリコンウェーハで生成されます。測定されている材料の温度勾配がある場合、測定された温度は、温度センサー要素の範囲内の材料層の平均温度{. 3.熱電対とRTDを選択する方法です。温度測定範囲に基づいて：熱電対は一般に500度を超える温度に使用されますが、RTDは一般に500度以下の温度に使用されます。測定精度に基づいて：RTDはより高い精密要件に使用されますが、熱電対はより低い精密要件に使用されます。検出範囲に基づいて：熱電対は一般に「スポット」温度を測定しますが、RTDは一般に部屋の平均温度を測定します{. 4.鞘付きケーブル熱電対とは何ですか？その利点は何ですか？ IEC1515標準は、「ミネラル絶縁熱電対ケーブル」と呼ばれ、熱電発電所用の鉱物-絶縁熱電対ケーブルを指します。このケーブルは、熱処理プロセスを通じて熱電対、断熱、およびシースを一緒に溶接することにより生成されます。外層は「ケーブルアーマー」のように機能するため、装甲ケーブル熱電対という名前です。従来のプレハブ熱電対と比較して、高い圧縮強度、優れた柔軟性、優れた酸化抵抗、長いサービス寿命などの利点を提供します. 5.異なる熱電対較正は何ですか？それらの特徴は何ですか？熱電対のキャリブレーションには、主にs、r、b、n、k、e、j、およびt. s、r、およびbが含まれますが、n、k、e、j、およびtは安価な金属熱心です。 Sキャリブレーションは、強力な酸化抵抗によって特徴付けられ、還元および溶融雰囲気における継続的な使用に適しています。その動作温度は、長い-用語の使用で1400度、短い-用語の使用で1600度です。すべての熱電対の中で、Sキャリブレーションは精度のレベルが最も高く、一般に標準の熱電対として使用されます。 Rキャリブレーションには、熱誘導電圧が約15％高いことを除いて、Sキャリブレーションと本質的に同一の特性があります。 Bキャリブレーションは、室温で熱誘導電圧が非常に低いため、正確な測定には通常、補償リードは必要ありません。その長い-用語の動作温度は1600度で、1800度の短い-タームの動作温度があります。還元または中性の雰囲気に使用でき、真空条件下で短い-用語も使用できます。 Nキャリブレーションは、最大1300度までの強い高-温度酸化抵抗、優れた長い-ターム誘導電圧の安定性と短い-項の項、および核放射と低気温に対する優れた耐性を備えています。 Kキャリブレーションは、強い酸化抵抗によって特徴付けられ、還元および溶融雰囲気に継続的に使用するのに適しています。その長い-用語動作温度は1000度で、短い-タームの動作温度は1200度です。最も広く使用されている熱電対。 Eキャリブレーションは、一般的な熱電対の間で最も高い熱誘導電気力（EMF）を特徴としており、最高の感度を示しています。これは、0 - 800度の動作温度範囲で、大気の減少と酸化に継続的に使用するのに適しています。 Jキャリブレーションは、大気の低下（動作温度制限750度）と酸化大気（動作温度制限950度）の両方に適しています。また、H2およびCO蒸気にも耐性があり、主に製油所や化学プラントで使用されています。 Tキャリブレーションは、すべての低い-コストの金属熱電対の中で最高レベルの精度を提供し、一般に300度未満の温度を正確に測定するために使用されます. 6. RTDの異なる接地方法は何ですか？リスクは何ですか？ RTDには3つの異なる接地方法があります：2 -ワイヤ、3 -ワイヤ、および4 -ワイヤ. 2-ワイヤRTDは、ワイヤが簡単になりますが、抵抗器のリードワイヤによる追加の抵抗誤差を導入します。したがって、クラスA精密RTDを生産するのに適しておらず、そのリードとパワーケーブルは長すぎてはいけません。 3 -ワイヤシステムは、鉛抵抗の影響を排除し、2 -ワイヤシステムよりも高い測定精度を提供します。プロセス検査コンポーネントとして最も広く使用されています。 4 -ワイヤシステムは、鉛抵抗の影響を排除するだけでなく、接続電源ケーブルが同じ抵抗値を持っている場合の抵抗の影響を排除します。 4 -ワイヤシステムは、高-精密測定. 7. . 7. n -タイプのn -の利点と欠点は何ですか？ N -の利点Type Thermocoupple：-強い高-温度酸化抵抗と長い-用語の信頼性。 k {-クロム合金のニッケル-クロム合金の陽性電極におけるCrおよびSiの優先的使用は、熱心化された合金組成と熱誘導電気力シフトにつながります。 n -のCrおよびSi含有量を増やすと、Thermocouppleのタイプは、ニッケル-クロムの酸化モードを内部酸化から外部酸化にシフトし、表面へのレドックス反応を制限します。これにより、超高温での優れた熱サイクリングの信頼性が低下し、磁束の変化を抑制します。また、優れた放射線耐性も提供します。 k -型Thermocoupple、n -タイプのThermocouppleで見つかった簡単に成長したMNおよびCO要素を排除することにより、中性子放射に対する耐性をさらに高めます。 400 - 1300度の範囲内で、n -タイプの熱電対の熱伝導性特性は、k -タイプの熱電対のものよりも直線的です。 n -タイプの熱電対の欠点には、次のものが含まれます。N-タイプの熱電対の材料は、k -タイプの熱電対のそれよりも難しく、処理をより困難にします。そして、それらは比較的高価です。 n {-タイプの熱電対の線形膨張係数は、ステンレス鋼のそれよりも15％低いです。したがって、n -タイプの装甲ケーブル熱電対の外側の袖は、nicrsi/nisiアルミニウム合金で作る必要があります。分散偏差は、- 200度から400度. 8.の温度範囲内で大きく、適切な熱を選択する方法-シール可能なサーモウェル？熱の形状-シール可能なサーモウェルは、主に材料の温度、圧力、相対密度、流量、および必要な挿入長に依存します。 ASME/ANSI PTC19.3は、この問題に関する十分なガイダンスを提供します。熱-シール可能なサーモウェル強度分析システムを使用すると、熱-シール可能なサーモウェル設計がプロセス要件を満たしているかどうかを判断できます。 -シール可能なサーモウェル-サイトに設置されたシール可能なサーモウェルには、熱{-シール可能な強度測定が必要です。次の3つの要因は、主に熱-密封可能な強度に影響します。1。流れによる振動。熱を通過する液体-シール可能なサーモウェルは、流量と正の相関がある渦周波数として知られる特定の周波数の渦を生成します。この周波数がThermowellの共振周波数に近いか同一である場合、共鳴が発生し、かなりのエネルギーを吸収し、Thermowellとセンサーを損傷する可能性のある高応力を生成します。 ASMEの基準は、Thermowellの共振周波数に対する渦周波数の比率が0.8. 2.流れ0.8. 2.ない-誘導ストレスよりも少ないことを規定しています。このフローによって生成される圧力は、{. 3.プロセス圧力：サーモウェルが耐えることができる最大負の圧力を計算できます。一般的なThermowell接続オプションには、フランジュ、スリップ-オン、および溶接. 9.適切な摩耗を選択する方法-耐性鋼チューブ温度計？水平インストールの場合は、ラジアルボールまたはユニバーサルボールを選択します-タイプウェア-耐性鋼管温度計を選択します。垂直インストールの場合は、軸またはユニバーサルボールを選択します-タイプwear -耐性鋼管温度計を選択します。傾斜した取り付けの場合は、特定のニーズに基づいて、ラジアル、軸、またはユニバーサルボールを選択します-タイプ-耐性鋼チューブ温度計を選択します。測定ポイントに上限および下限アラームを設定する必要がある場合、電動コンタクト摩耗-耐性鋼管温度計を選択できます. 10.摩耗の利点と欠点は何ですか-抵抗性鋼管熱計は何ですか？摩耗の利点-耐性鋼管温度計は、相対的な手頃な価格と直感的な測定値にあります。それらの欠点は、温度測定範囲が小さく、比較的低い精度です。一般に、ローカル精密測定およびデジタルディスプレイ機器. 11.インテリジェント温度送信機の特性は何ですか？インテリジェントな温度送信機には、次の特性があります。-低静的なパフォーマンス損失、信頼性、メンテナンス、長いサービス寿命. -少量であり、温度送信者の設置コストを簡単にインストールして節約できます。透過信号は標準の4 - 50MA信号であり、干渉に対して非常に耐性があり、長い透過距離を提供するだけでなく、高価な補償ワイヤの必要性を排除します。また、HART、FF、およびPROFBUSバスのプロトコルに準拠した通信モードを提供することもできます. 12.圧力温度計の測定原理は何ですか？液体の膨張の法則によれば、特定の質量の液体の場合、その体積が一定のままであるという条件下で、液体の圧力と温度は線形です。ガスと蒸気の圧力と温度にも特定の機能的関係があるため、圧力温度計のスケールを均等に間隔を置く必要があります。圧力温度計は、温度センサー材料で満たされた電球、圧力-送信要素（キャピラリーチューブ）、および圧力抵抗（ねじれスプリング）. 13.赤外線温度計の測定原理は何ですか？赤外線温度計は、オートコリメーター、光検出器、信号アンプ、および信号分析と表示出力成分で構成されています。視野内のターゲットの赤外線放射エネルギーをオートカラメートし、焦点を合わせます。このエネルギーは、光検出器に焦点を合わせ、対応する電子信号に変換され、測定されるターゲットの温度に変換されます. 14.適切な補正ワイヤまたはケーブルを選択する方法は？熱電対の補償ワイヤとケーブルは、主に熱電対の熱電位を二次機器またはコントロールパネルに増やすために使用されます。補償ワイヤには、拡張と補償の2つの主なタイプがあります。膨張線は、熱電段階と同じ材料を使用して、より高い精度をもたらします。補償ワイヤは、熱電位段階に比例する熱電位特性を持つ材料を使用します。 RTDのように、それは温度センサーです。ただし、それらとRTDの主な違いは次のとおりです。1。信号特性。 RTDは抵抗器です。温度の変化により、抵抗器は正または負の抵抗の変化を引き起こします。一方、熱電対は、温度とともに変化する電圧変化を生成します。第二に、2つのセンサーの温度範囲は異なります。通常、熱抵抗器は0 - 150度の範囲でテストされ、最大検出範囲は約600度です（もちろん、負の温度もテストできます）。熱電対は、0〜1000度の範囲（さらに高く）でテストできます。したがって、前者は超低温度テスト用であり、後者は高温検査用です。第三に、材料の観点から、熱抵抗器は温度に敏感な変化を伴う金属複合材であり、熱電対は温度変化のために2つのワイヤ間に電位差を生じる2つの異なる金属で構成されるバイメタリック複合材料です。第4に、PLCと互換性のあるRTDと熱電対の入力制御モジュールも異なります。それらはうまく機能しますが、PLCは一般に4-50MA信号に直接接続しますが、RTDと熱電対は通常、PLCに接続する前にインテリジェント送信機を必要とします。 DCSに接続すると、インテリジェント送信機は必要ありません！ RTDはRTD信号を使用しますが、熱電対はTC信号. 5. PLCにはRTDと熱電対制御モジュールもあり、抵抗器と熱電対信号を直接入力できます。抵抗器よりも高価なものもあれば、より費用対効果が高いものもあります。ただし、補償ワイヤが含まれている場合、熱電対の全体的なコストが高くなります。 RTDは抵抗信号を生成しますが、熱電対は電圧信号を生成します. 7. RTD温度測定原理は、導体（または半導体）の温度依存性抵抗に依存します。検出範囲は-00度から500度です。一般的なRTDには、プラチナRTD（PT100、PT10）および銅RTD（CU50、-50度から150度）が含まれます。熱電対温度測定原理は、温度を正確に測定するためのシーベック効果に基づいています。一般的なものには、プラチナ・ロジウム - プラチナ（卒業番号S、検出範囲0〜1300度）、ニッケルクロムアロイニッケルシリコン（卒業数K、検出範囲0〜900度）、ニッケルクロミウム合金領域（卒業数e、検出範囲0〜600）（dedium-rhodium 30-sputinum-rhodium）が含まれます。 B、検出範囲0〜1600度）。