Những yếu tố nào cần được xem xét khi lựa chọn phương pháp và dụng cụ đo nhiệt độ

Giải pháp thành công cho việc kiểm soát quá trình nhiệt độ tại bất kỳ đối tượng cụ thể nào thường được quyết định bởi sự lựa chọn chính xác phương pháp đo và thiết bị đo. Nhiệm vụ lựa chọn phương pháp và thiết bị đo lường khá khó khăn, vì phải tìm ra giải pháp tối ưu, có tính đến nhiều yếu tố thường trái ngược nhau.

Thường có những trường hợp khi vấn đề này không thể được giải quyết thành công và các giá trị nhiệt độ mong muốn phải được tìm thấy một cách gián tiếp, sử dụng kết quả đo các thông số vật lý khác của vật thể, có liên quan tự nhiên đến nhiệt độ. Các yếu tố chính quyết định việc lựa chọn phương pháp đo lường được mô tả ngắn gọn dưới đây.

Phạm vi nhiệt độ đo được

Yếu tố này là rất quan trọng. Mặc dù nhiều phương pháp được biết đến với các phép đo trong dải nhiệt độ nâng cao, nhưng với phép đo nhiệt độ đo được, số lượng các phương pháp như vậy ngày càng trở nên hạn chế.

Nhìn:Phương pháp và dụng cụ đo nhiệt độ

Động lực của quá trình nghiên cứu

Khi nghiên cứu các quá trình nhiệt biến đổi và đặc biệt là ngắn hạn, quán tính nhiệt của đầu dò nhiệt thường là một hạn chế đáng kể về khả năng ứng dụng của các phương pháp tiếp xúc để đo nhiệt độ. Trong nhiều trường hợp, những khó khăn phát sinh trong kết nối này có thể được khắc phục bằng cách đưa ra các hiệu chỉnh được tính toán bằng các phương pháp thích hợp hoặc bằng cách sử dụng các thiết bị hiệu chỉnh đặc biệt.

Tuy nhiên, nếu sự thay đổi nhiệt độ của đối tượng được kiểm tra đi kèm với sự thay đổi điều kiện truyền nhiệt, thì sự hiện diện của quán tính nhiệt của máy dò nhiệt sẽ không chỉ dẫn đến độ trễ trong việc đọc thiết bị mà còn cũng như làm biến dạng hình dạng của đường cong thay đổi nhiệt độ được ghi lại.

Trong các thiết bị dựa trên việc sử dụng các phương pháp đo nhiệt độ không tiếp xúc, có thể sử dụng các máy thu có hằng số thời gian rất ngắn, do đó mở rộng đáng kể phạm vi đo động. Trong trường hợp này, các đặc tính động của thiết bị ghi được sử dụng trở thành một yếu tố hạn chế.

Độ chính xác của phép đo

Các yêu cầu về độ chính xác của phép đo nhiệt độ bằng các phương pháp đã chọn tương ứng với sai số phép đo cho phép của tham số này được thiết lập bởi quy trình công nghệ này.

Có tính đến các đặc thù của phép đo nhiệt độ, cần lưu ý rằng sai số cho phép trong phép đo bằng thiết bị với bộ đã chọn (máy dò nhiệt có thiết bị đo) không được bằng sai số cho phép trong phép đo nhiệt độ, nhưng trong một số trường hợp nó là rất ít.

Biên độ chính xác cần thiết của bộ đo phải được dành riêng cho sự không ổn định dự kiến ​​của các đặc tính của máy dò nhiệt, thường gặp phải khi đo nhiệt độ cao, cũng như cho các giá trị dự kiến ​​của thành phần ngẫu nhiên của phương pháp và ngẫu nhiên. thành phần của sai số động đối với các điều kiện đo đã cho.

Khi xác định loại độ chính xác cần thiết của thiết bị đo hoặc ghi được sử dụng, cần lưu ý rằng loại độ chính xác đặc trưng cho sai số cơ bản cho phép của thiết bị, được biểu thị bằng phần trăm của toàn bộ dải tỷ lệ của thiết bị. sai số cho phép sẽ giống nhau ở bất kỳ điểm nào trên thang đo.

Do đó, thiết bị có thể có giá trị lỗi cơ bản như vậy tại bất kỳ điểm nào trên thang đo của nó. Do đó, giá trị tương đối của lỗi này liên quan đến chính giá trị đo được sẽ càng lớn khi giá trị của giá trị đo được càng gần điểm bắt đầu của thang đo.

Hãy giải thích điều này với một ví dụ. Trong thiết bị đo loại 0,5 có thang đo 500 — 1500 ° C, giá trị tuyệt đối của sai số cho phép là 5 độ tại mỗi điểm của thang đo. Giá trị lỗi cơ sở cho thiết bị này có thể đạt đến giá trị chấp nhận được.

Giá trị tương đối của nó trong trường hợp này có thể thay đổi từ 5/1500 (0,3%) ở cuối thang đo đến 5/500 (1%) ở đầu thang đo. Do đó, nên chọn một thiết bị đo có phạm vi thay đổi thang đo sao cho các giá trị mong đợi của giá trị đo phù hợp với một phần ba cuối cùng của thang đo.

Nếu việc tính toán các sai số tương đối được thực hiện đối với nhiệt độ, thì khuyến nghị rằng nó không được thực hiện đối với giá trị tuyệt đối của nhiệt độ, mà chỉ đối với khoảng nhiệt độ bao trùm quá trình được xem xét..

Trên thực tế, tùy thuộc vào thang đo (độ Kelvin hay độ C) mà một giá trị nhiệt độ nhất định được biểu thị, sai số tương đối của phép đo sẽ có một giá trị khác, không thể coi là chấp nhận được.

Dụng cụ đo độ nhạy

Khi chọn một thiết bị đo, cần chú ý đến thực tế là độ nhạy của nó tương ứng với độ chính xác của phép đo cần thiết và cung cấp độ phân giải thời gian cần thiết của kết quả nghiên cứu quá trình biến.

Ý kiến ​​​​sai lầm rằng thiết bị đo nhạy cảm nhất có thể cung cấp độ chính xác đo cao nhất, điều này thường không cần thiết để nghiên cứu quy trình này. Việc sử dụng thiết bị có độ nhạy quá cao có thể tạo ấn tượng sai về động lực học của quy trình được nghiên cứu.

Một thiết bị như vậy có thể thất thường trong các điều kiện hoạt động này và số đọc của nó sẽ bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố phụ (gió thổi trong phòng, rung động), tạo ra sự thay đổi gia tăng về số đọc không phải là đặc điểm của hiện tượng này.

Mặt khác, việc sử dụng thiết bị có độ nhạy rất thấp sẽ không cho phép quan sát các dao động nhỏ nhưng đặc trưng của quá trình này, do đó có thể nảy sinh ấn tượng sai về độ ổn định ở nhiệt độ cao của quá trình này.

tương tác hóa học

Khi quyết định khả năng sử dụng thiết bị này để đo nhiệt độ cao của môi trường lỏng hoặc khí, mức độ tương tác, một mặt, của môi trường và vật liệu của máy dò nhiệt được đưa vào nó thường mang tính quyết định, và mặt khác mặt khác, sự tương tác của các bộ phận riêng lẻ của chính máy dò nhiệt.

Nhóm hiện tượng này cũng bao gồm hiệu ứng xúc tác xảy ra trên bề mặt các kim loại nhóm bạch kim trong hỗn hợp khí nhiên liệu. Là các chất trơ về mặt hóa học đối với hỗn hợp các khí dễ cháy, bạch kim và palađi đẩy nhanh phản ứng của các thành phần của hỗn hợp với sự giải phóng nhiệt mạnh trên bề mặt chất xúc tác, làm nóng nó.

Do đó, số đọc của máy dò nhiệt có các bộ phận bạch kim hoặc palađi tiếp xúc trực tiếp với hỗn hợp dễ cháy không đặc trưng cho nhiệt độ cân bằng được thiết lập giữa máy dò nhiệt và môi trường, mà là nhiệt độ cao hơn đáng kể do gia nhiệt xúc tác gây ra.

Xem thêm:Ưu điểm và nhược điểm của các cảm biến nhiệt độ khác nhau