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技术知识 双金属温度计

双金属温度计稳定偏差时浸没不足与环境传热

双金属温度计稳定偏差时浸没不足与环境传热
作者:云获客 来源: 技术分享 6 次浏览

双金属温度计插入长度不够时,加深浸没读数就会改变;浸没已经足够,只遮住表头读数才下降,是环境热量沿杆传入感温段。

双金属温度计稳定偏差时浸没不足与环境传热

双金属温度计产生稳定的系统误差,常常是测量条件没有满足,而不是表盘刻度印错。感温杆浸没不够时,露出部分把环境温度平均进读数。浸没长度已经够,环境热量仍会沿金属杆从热的表头传向感温段,同样形成稳定偏差。两种误差都不跳动,改变浸没和遮挡表头的效果却相反。这支表不存在装反流向的问题,它没有流向,只有浸没和导热。

浸没不足把环境温度平均进去

双金属温度计标称的感温长度若有一部分露在管道外面,露在外面的杆壁接近环境或管壁温度。螺旋片分布在整段感温长度上,外面这一段会把内部那一段的扭转抵消掉一部分。介质越热、露出越多,读数偏低越多。偏差在工况不变时十分稳定,容易被当成零点错误。把露出的杆再送进管道,读数上升,零点螺丝并没有动,说明差的是浸没条件。

双金属温度计斜着插入或只插进管壁套管的根部,也属于浸没不足。杆的末端没有到达流道,测到的是管壁附近的慢速流体。读数稳定地介于流道中心和管壁之间。改正插入角度或加长至流道中部,偏差减小。表头当时可以是凉的,环境并没有额外的热源,误差仍然存在。所以遮挡表头对这种偏差几乎无效,必须让感温段真正浸在要测的流体里。

双金属温度计浸没不足造成的误差方向,多数时候是向环境温度靠拢。环境比介质冷,读数偏低;若管道在热房间里而介质很冷,露出段被房间加热,读数又会偏高。方向随环境与介质谁高谁低而变,但只要加大浸没,读数就离开环境、靠近介质。这个动作是判断浸没问题的依据。零点漂移不会因为多插进一截就消失。

环境热沿杆传入已经浸没的感温段

双金属温度计浸没长度已经达到要求后,仍可能偏高。表头、外露螺母和邻近热表面比介质热时,热量沿杆壁向里传导,使感温段比介质更高。插入深度再增加,读数变化不大,因为该浸没的长度已经浸没了。用隔热把表头和热表面隔开,或挡住吹向表头的热风,读数下降。下降的这一截就是环境经杆壁传来的系统误差。它在工况稳定时同样是一个常数。

双金属温度计的这种导热误差,在杆径粗、外露金属多、表头温度高时更明显。介质流速高、对杆的冷却强时,误差变小,因为流体把传来的热及时带走。所以同一支表测缓慢液体时偏高,测快速流体时接近真实值。浸没不足则是流速高也仍然不准,因为根本没有浸到。用改变流速来观察:浸没不够时读数变化主要来自测点仍在边界层,环境导热则是流速越高越接近介质。

双金属温度计不要把环境导热误说成表头伴热一种情况就结束。伴热是环境导热里最强的来源,阳光、热管道辐射和未保温的安装螺母是较弱的来源。它们的共同试验是:浸没不再改变读数,遮挡或冷却表头才改变读数。若遮挡表头无效、加深插入有效,就回到浸没不足。两个试验的先后可以把稳定偏差拆开,而不必先更换温度计。

双金属温度计两种条件可以同时不满足。露出一截使读数向环境靠拢,表头过热又往上加一截。先加深浸没,读数变化的那一部分属于浸没。浸没固定之后再遮挡表头,读数再变化的部分属于环境导热。只做其中一步,剩下的常数误差会留在表上,看起来像零点还没拨完。零点螺丝会把两笔误差一起拨掉,工况或季节一变又出现。

双金属温度计季节变化时,环境导热造成的偏差会跟着环境温度走,浸没不足的偏差也会变,但试验仍然有效。夏天表头更热,遮挡表头的效果更明显。冬天露出段更冷,加深浸没的效果更明显。不随季节做这两个动作,就会把季节变化误当成零点又漂了。

双金属温度计稳定偏差时,加深浸没读数就靠近介质,是感温长度没有浸没够。浸没已经够,只有遮住或冷却表头读数才下降,是环境热量沿杆传到了感温段。两者都形成不跳动的系统误差。这支表没有正反安装的问题,满足浸没并隔开环境热,系统误差才会消失。