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關于熱P+F倍加福傳感器的熱電效應

更新時間： 2023-08-18　　點擊次數： 1771次

　　關于熱P+F倍加福傳感器的熱電效應
　　P+F倍加福傳感器兩種不同的導體兩端相互緊密地連接在一起，組合成一個閉合回路，如圖所示。當兩接點溫度不等(T>T0)時，回路中就會產生電動勢，從而形成電流，這一現象稱為熱電效應，該電動勢稱為熱電動勢。
　　P+F倍加福傳感器中間導體定則
　　在P+F倍加福傳感器可以接入連接導線、測試儀表(如毫伏表、變送器)等，只要保證這些中間導體各自兩端的溫度相同，則對熱電偶的熱電勢沒有影響。
　　P+F倍加福傳感器冷端處理與溫度補償
　　P+F倍加福傳感器的熱電勢大小是熱電偶兩端溫度函數的差，為保證輸出熱電勢是被測溫度的單值函數，必須使冷端溫度保持恒定；
　　P+F倍加福傳感器表給出的熱電勢是以冷端溫度0℃為依據，否則會產生誤差。
　　P+F倍加福傳感器冷端補償器法和軟件處理法。
　　①冰點槽法
　　把P+F倍加福傳感器參比端置于冰水混合物容器里，使T0=0℃。這種辦法僅限于實驗室中使用。為了避免冰水導電引起兩個連接點短路，必須把連接點分別置于兩個玻璃試管里，浸入同一冰點槽，使相互絕緣。
　　②冷端補償器法
　　P+F倍加福傳感器利用不平衡電橋產生熱電勢補償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢的變化值。不平衡電橋由R1、R2、R3(錳銅絲繞制)、RCu(銅絲繞制)四個橋臂和橋路電源組成。設計時，在0℃下使電橋平衡(R1=R2=R3=RCu)，此時Uab=0 ，U=EAB+Uab=EAB，電橋對儀表讀數無影響。
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　　P+F倍加福傳感器不必全靠硬件進行熱電偶冷端處理。例如冷端溫度恒定但不為0℃的情況，只需在采樣后加一個與冷端溫度對應的常數即可。
　　在不少工程應用中，我們發現使用中的溫度傳感器套管會發生破裂現象，這會影響著生產機器運行的安全，嚴重的時候還會發生事故。通過對傳感器套管破裂現象的調查，查找原因，我們發現導致溫度傳感器套管破裂的原因主要有以下幾個方面：
　　(1)P+F倍加福傳感器套管受高速流體沖擊，載負過大，應力超過極限，導致套管破裂；
　　(2)P+F倍加福傳感器套管本身的加工缺陷，導致應力集中，容易造成套管斷裂；
　　(3)管道振動過大，造成溫度傳感器套管疲勞損壞；
　　(4)流體流經溫度傳感器套管時，誘發溫度傳感器套管振動，即溫度傳感器套管固有頻率和流體旋渦脫落頻率產生共振。這種共振現象會導致溫度傳感器套管損壞速度加快，以致斷裂。
　　綜合以上幾種易導致溫度傳感器套管破裂的情形，我們連同熱控專業和金屬專業進行研究，發現通過以下幾種方式，可以減少溫度傳感器套管破裂現象的發生。
　　(1)嚴格控制傳感器套管的插入深度。隨著插入深度的增加，保護套管的受力成平方倍的增加。所以，我們測量溫度的時候只需將溫度傳感器套管插入到流體的等溫區，而無需插到管道的中心點，這樣有利于縮短溫度表袋懸臂的長度，達到減小其端點的振幅的效果。
　　(2)在保證必要的傳感器套管強度情況下，優化選取溫度傳感器套管的直徑。因為當溫度傳感器套管的直徑增加時，表袋受力呈線性增加，所以在選取表袋直徑的時候，既要合理保證套管的強度，又要盡可能錯開共振危險區。
　　(3)改變橫截面形狀，將其表面加工成結構型式，使流體不產生漩渦脫落現象。
　　(4)嚴格控制檢修質量，做好傳感器套管材質檢查，同時還要做好探傷檢查，嚴防焊口裂縫、斷裂等異常事故的發生。
　　(5)系統投運時，避免發生管道上閥門突然全開情況。在剛投運開啟閥門的瞬間，溫度傳感器套管將承受很大的單向力，因此在系統剛投運時，要緩慢地P+F倍加福傳感器逐漸上升，盡可能減小溫度傳感器套管正面和背面的壓力差，避免套管因單向受力過大而導致套管斷裂事故發生。
　　P+F倍加福傳感器在投入使用時，總會發生一些意向不到的情況，我們要理論結合實際，針對發生的具體情況，提出相應的解決辦法。

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