一、基本原理
雙金屬溫度計的核心元件是由兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬片層疊焊接而成的感溫元件。當溫度變化時,由于兩種金屬的膨脹量不同,感溫元件會產(chǎn)生彎曲或旋轉(zhuǎn),通過傳動機構(gòu)帶動指針指示溫度。
二、主要影響因素與誤差分析
材料非線性與熱滯效應
影響因素:雙金屬材料的膨脹系數(shù)并非絕對恒定,隨溫度變化會有微小波動,導致分度不均勻。
誤差分析:在寬量程測量中,中低溫段與高溫段的線性度差異會造成非線性誤差。
控制方法:選用膨脹系數(shù)穩(wěn)定、加工一致性好的精密合金材料(如殷鋼、鎳鉻鋼)。制造后進行嚴格的老化處理(人工時效),消除內(nèi)應力。
安裝方式與插入深度
影響因素:雙金屬溫度計的感溫元件必須充分與被測介質(zhì)接觸。若安裝時保護管插入深度不足(通常要求不小于保護管直徑的10-15倍),或安裝在管道死角、阻力大的位置。
誤差分析:熱量傳導損失會導致示值偏低(負誤差)。特別是在大口徑管道中,插入深度不夠會使儀表僅感受到管壁溫度或環(huán)境溫度。
控制方法:確保感溫元件的全部長度浸入被測介質(zhì)中。在管道上安裝時,應逆流安裝或傾斜安裝。
熱傳導與散熱損失
影響因素:保護管材質(zhì)的熱傳導、安裝接頭的散熱、環(huán)境溫度與介質(zhì)溫差過大。
誤差分析:沿保護管和安裝接頭向外界散失熱量,導致感溫元件感知的溫度低于介質(zhì)實際溫度。直徑較細的保護管散熱更快。
控制方法:對高溫介質(zhì),應增加保護管插入深度并對露在設備外的部分進行保溫處理。
響應時間滯后
影響因素:雙金屬溫度計屬于機械式儀表,存在熱慣性。被測介質(zhì)溫度變化快時,儀表指針來不及跟隨。
誤差分析:動態(tài)測量時,示值落后于實際溫度變化,造成動態(tài)誤差。
控制方法:選擇保護管直徑較細、管壁較薄的型號(在耐壓允許下),以減小熱容量,提高響應速度。
機械傳動部件磨損與變形
影響因素:長期使用后,轉(zhuǎn)軸、軸承或齒輪磨損;游絲疲勞變形。
誤差分析:指針不回零、卡滯或非線性傳動,導致機械誤差。
控制方法:定期校準,觀察指針回零情況。發(fā)現(xiàn)卡滯及時潤滑或更換磨損部件。
環(huán)境振動與腐蝕
影響因素:長期劇烈振動會導致指針松動或感溫元件疲勞;腐蝕性氣體會損壞保護管。
誤差分析:結(jié)構(gòu)變形引起示值失準,甚至保護管穿孔泄漏。
控制方法:避開強振動源安裝,或選用充油防震型雙金屬溫度計。
三、總結(jié)
雙金屬溫度計的精度通常為1.0、1.5或2.5級。在現(xiàn)場使用中,正確的安裝深度和定期的校驗是保證精度的關(guān)鍵。如發(fā)現(xiàn)儀表誤差超差,可通過表盤背面的調(diào)節(jié)螺絲進行微調(diào)(通常只能調(diào)節(jié)滿度),但無法修正非線性誤差,嚴重超差時應更換新表。