Hvilke faktorer skal tages i betragtning ved valg af temperaturmålemetode og instrumenter
Den vellykkede løsning af styringen af temperaturprocessen ved et bestemt objekt bestemmes ofte af det korrekte valg af målemetode og måleanordning. Opgaven med at vælge en metode og en måleanordning er ret vanskelig, da en optimal løsning skal søges under hensyntagen til talrige, ofte modstridende faktorer.
Der er ofte tilfælde, hvor dette problem ikke kan løses med succes, og de ønskede temperaturværdier skal findes indirekte ved hjælp af resultaterne af målinger af andre fysiske parametre for objektet, som er naturligt relateret til temperaturen. De væsentligste faktorer, der bestemmer valget af målemetode, er kort beskrevet nedenfor.
Målt temperaturområde
Denne faktor er kritisk. Selvom der kendes mange metoder til målinger i det forhøjede temperaturområde, bliver antallet af sådanne metoder med måling af den målte temperatur mere og mere begrænset.
Se:Metoder og instrumenter til temperaturmåling
Dynamikken i forskningsprocessen
Når man studerer variable og især kortsigtede termiske processer, er termiske detektorers termiske inerti ofte en væsentlig begrænsning af anvendeligheden af kontaktmetoder til temperaturmåling. De vanskeligheder, der opstår i denne forbindelse, kan i mange tilfælde overvindes ved at indføre korrektioner beregnet efter passende metoder eller ved at anvende særlige korrektionsanordninger.
Men hvis ændringen i temperaturen på den genstand, der undersøges, ledsages af en ændring i varmeoverførselsbetingelserne, vil tilstedeværelsen af termisk inerti af den termiske detektor ikke kun føre til en forsinkelse i enhedens aflæsninger, men også til en forvrængning af formen af den registrerede kurve for temperaturændringer.
I enheder baseret på brug af berøringsfri temperaturmålingsmetoder kan modtagere med en meget kort tidskonstant anvendes, hvorved det dynamiske område af målinger udvides betydeligt. I dette tilfælde bliver de dynamiske karakteristika for det anvendte kontrolapparat en begrænsende faktor.
Nøjagtighed af målinger
Kravene til nøjagtigheden af temperaturmåling ved de valgte metoder svarer til den tilladte målefejl for denne parameter, der er fastsat ved denne teknologiske proces.
Under hensyntagen til de særlige forhold ved temperaturmålinger skal det huskes, at den tilladte fejl i instrumentel måling med det valgte sæt (termisk detektor med en måleanordning) ikke bør være lig med den tilladte fejl i temperaturmålingen, men i nogle tilfælde det er meget mindre.
Målesættets nødvendige nøjagtighedsmargin bør reserveres til den forventede ustabilitet af de termiske detektoregenskaber, som ofte opstår ved måling af høje temperaturer, såvel som for de forventede værdier af den tilfældige komponent af metoden og den tilfældige komponent af de dynamiske fejl for givne målebetingelser.
Ved bestemmelse af den krævede nøjagtighedsklasse for det anvendte måle- eller registreringsapparat skal der tages hensyn til, at nøjagtighedsklassen karakteriserer den tilladte grundfejl for apparatet, udtrykt som en procentdel af hele apparatets skalaområde. den tilladte fejl vil være den samme i ethvert punkt på skalaen.
Derfor kan enheden have en sådan værdi af fundamental fejl på ethvert punkt på dens skala. Derfor vil den relative værdi af denne fejl relateret til selve den målte værdi være større, jo tættere værdien af den målte værdi er på starten af skalaen.
Lad os forklare dette med et eksempel. I en måleanordning af klasse 0,5 med en skala på 500 - 1500 ° C er den absolutte værdi af den tilladte fejl 5 grader på hvert punkt på skalaen. Grundfejlværdien for denne enhed kan nå en acceptabel værdi.
Dens relative værdi i dette tilfælde kan variere fra 5/1500 (0,3 %) i slutningen af skalaen til 5/500 (1 %) i begyndelsen af skalaen. Derfor er det tilrådeligt at vælge et måleapparat med et sådant omfang af skalaændringer, at de forventede værdier af den målte værdi passer ind i den sidste tredjedel af skalaen.
Hvis beregningen af de relative fejl udføres med hensyn til temperatur, så anbefales det, at den udføres ikke med hensyn til den absolutte værdi af temperaturen, men kun til temperaturintervallet, der dækker den betragtede proces..
Faktisk vil den relative fejl af målingen have en anden værdi, hvilket ikke kan anses for acceptabelt, afhængig af skalaen (grader Kelvin eller Celsius), som en given temperaturværdi er udtrykt i.
Instrumentfølsomhedsmåling
Når du vælger en måleenhed, er det nødvendigt at være opmærksom på, at dens følsomhed svarer til den krævede målenøjagtighed og giver den nødvendige tidsopløsning af resultaterne af undersøgelsen af den variable proces.
Meningen er forkert, at det mest følsomme måleapparat kan give den højeste målenøjagtighed, hvilket ofte ikke engang er nødvendigt for at studere denne proces. Brugen af en enhed med en for høj følsomhed kan skabe et forkert indtryk af dynamikken i den undersøgte proces.
En sådan enhed kan være lunefuld under disse driftsforhold, og dens aflæsninger vil blive påvirket af en række sidefaktorer (vind, der blæser i rummet, vibrationer), hvilket skaber en øget variation i aflæsninger, der ikke er karakteristisk for dette fænomen.
På den anden side vil brugen af en enhed med meget lav følsomhed ikke tillade observation af små, men karakteristiske fluktuationer af denne proces, som et resultat af hvilket et falsk indtryk af høj temperaturstabilitet af denne proces kan opstå.
Kemiske interaktioner
Når man beslutter sig for muligheden for at bruge denne enhed til at måle høje temperaturer i et flydende eller gasformigt medium, er graden af interaktion på den ene side mellem mediet og materialerne i den termiske detektor, der indføres i det, ofte afgørende, og anden side, samspillet mellem individuelle dele af selve den termiske detektor.
Denne gruppe af fænomener omfatter også den katalytiske effekt, der opstår på overfladen af platingruppemetaller i brændstofgasblandinger. Som kemisk inerte stoffer med hensyn til blandinger af brændbare gasser, accelererer platin og palladium reaktionen af komponenterne i blandingen med intens varmeafgivelse på overfladen af katalysatoren og opvarmer den.
Derfor karakteriserer aflæsningerne af termiske detektorer med platin- eller palladiumdele i direkte kontakt med brændbare blandinger ikke ligevægtstemperaturen etableret mellem den termiske detektor og miljøet, men en væsentlig højere temperatur forårsaget af katalytisk opvarmning.