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      測量電子溫度計的響應時間

      來源:未知 │ 發表時間:2023-02-09 | 瀏覽數:載入中...


      之使用響應時間短的電子溫度計,背后有許多原因:如提高效率、更有效地利用過程的工作范圍,以及避免過程介質的熱過載。但是,如何測量響應時間?測量響應時間的規范基礎又是什么?測量響應時間需要考慮哪些因素?


      具有特殊設計的溫度計可以確保測量溫度不會“滯后于”實際的過程溫度。例如,在右圖中,藍線對應的是過程溫度,紅線表示由電子溫度計傳輸的溫度讀數。

      在“快速”熱電阻溫度計或熱電偶中,優化設計是獲得快速響應時間的關鍵因素。同樣重要的一點是,要盡可能減少始終存在的散熱。


      01確定響應時間


      這便引出了一系列問題:如何測量電子溫度計的響應時間,以及在怎樣的規范基礎上進行測量?


      若干標準和準則構成測量基礎:


      • VDI/VDE 3522 表1:接觸式溫度計的動態特性——原理和滿量程輸出

      • VDI/VDE 3522 表2:接觸式溫度計的動態特性——時間百分比值的實驗測定

      • IEC 60751:工業鉑電阻溫度計和鉑溫度傳感器(熱響應時間的定義——測量參數規范)


      另外,在以北美為主的一些地區,構成測量基礎及方法的是以下兩項:ASTM E644-11“測試工業電阻溫度計的標準試驗方法”和ASTM E839-11“鎧裝熱電偶及其電纜的標準測量方法”。

      02水中測量與空氣中測量的一般差異


      從原理上來說,在空氣中測量響應時間與在水中測量響應時間相似。這里都產生了溫度的階躍變化(從T1 到 T2),并且測量了時間延遲。然而,空氣中的物理框架條件不同于水——例如空氣對金屬的傳熱熱阻,或空氣的比熱容。因此,使用相同的溫度計分別測量空氣和液體中的響應時間,前者更長。


      重要的閾值是溫度百分比值50% (t0.5)、 63%(t0.63)和90%(t0.9)。這些值表示測試項目分別調整到水溫或空氣溫度的50%,63%或90%的時間。但是,加熱到100%的時間未能確定。由于散熱效果的存在,這在現實中永遠無法實現。


      均勻層流水槽水中響應時間的測量:


      利用泵使恒溫水形成均勻層流。測試項目的感溫部分通過可移動裝置(溫度階躍變化)迅速從環境溫度區(T1)移動到水溫區(T2)。


      躍遷響應的圖形表示確定被測對象達到(已知)水溫之前的時間延遲(響應時間)并記錄下來(躍遷響應)。


      測量介質的參數,水(IEC 60751):


      • 流速vmin:0.3 m/s ± 0.1 m/s

      • 溫度的階躍變化范圍:10 … 30 K


      03測量空氣中的響應時間


      用于測量空氣中響應時間的裝置利用鼓風機將恒溫(T1)空氣形成均勻(層流)的氣流。被測對象安裝在氣流內的夾具中。最終,電加熱格柵突然為氣流產生了更高的溫度(T2)。


      測量介質的參數,空氣(IEC 60751):


      • 流速vmin:3 m/s ± 0.3 m/s

      • 溫度的階躍變化范圍:10 … 30 K




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