热阻是指当温度发生变化时,材料的电阻也会随之发生变化,从而测量温度的现象。电阻值改变时,仪表就会显示电阻值所对应的温度值。
热阻传感器是根据导体或半导体电阻率随温度变化的原理制作的。铂是一种贵金属,由于其耐高温、高温性能和长寿命的特点,所以被广泛应用。
铂阻值与温度呈非线性关系,即Rt=R0(I+αt+βt2)(t在0~630℃之间)
(1)式中:Rt—铂热电阻电阻电阻值,Ω;R0—铂热电阻在0℃时电阻值,R=100Ω;α—一阶温度系数,α=3.908×10-3(℃)β—二阶温度系数,β=5.802×10-7(℃)在实际测温电路中,测得的铂热电阻电压量,因此需要用铂热电阻的电阻值来导出电压值与温度的函数关系,即Ut=f(Rt)=f[f(t)]。
(2)由此计算实际温度(即测量)。
热阻传感器分类
一、NTC热阻传感器:
这类传感器是一种负温系数传感器,即:随着温度的升高,传感器的阻值降低;
二、PTC热阻传感器:
这类传感器为正温系数传感器,即:随着温度的升高,传感器的阻值增大。
热阻传感器的安装
热阻的安装应注意测温准确、可安全检测、维护方便,且不影响设备的运行和生产操作。为了达到上述要求,在对热电阻的安装位置和插入深度的选择上应注意以下几点:
为使热电阻测量端与被测介质之间具有充分的热交换,应合理地选择测点位置,并尽可能地避免在阀门、弯头、管道和设备死角附近安装热电阻。
具有保护套的热电阻具有传热和散热损失,为减少测量误差,热电偶和热电阻应具有足够的插入深度:
(1)对于测量管道中心流体温度的热电阻,测量端通常应插入管道中心(垂直安装或倾斜安装)。如果测试流体的管径为200毫米,则热阻插入深度应为100毫米。
(2)对于高温高压和高速流体(例如主蒸汽温度)的温度测量,为减少保护套对流体的阻力,防止保护套在流体作用下破裂,可采用保护管浅插或采用热套式热电阻,浅插式热阻保护套管,其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm;热套式热阻标准插入深度为100mm;
如果需要测量的是烟气在烟道中的温度,尽管烟道直径为4米,1米的热电阻插入深度就可以了。
(4)如果测量的原始样品插入深度超过1米,则应尽可能垂直地安装,或附加支架和保护套。
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