如何正确计算温度传感器插入深度

2016/7/19 15:34:48 人评论 次浏览 分类:温度测量  文章地址:http://yunrun.com.cn/tech/961.html

温度传感器
现场使用的温度传感器插入深度对测量结果的正确与否是有影响的。在设计中都是采取以管道中心线为准来计算温度传感器插入深度。这样计算对于多数应用场合是适用的。但对于大管径、塔设备、炉膛等温度测量,可能就不一定适用了,一是可能造成浪费,二是无法安装固定。

流体在管道中的流动,由于流速不同,会形成层流和湍流两种状态,流体的流速在管道中心处最大,近管壁处最小。当流速较小时,流体分层流动,互不混合,称为层流。逐渐增加流速,流体的流线开始出现波浪状的摆动,摆动的频率及振幅随流速的增加而增加,此种流线称为过渡流;当流速增加到很大时,流线不再清楚可辨,流场中有许多小漩涡,层流被破坏,相邻流层间不但有滑动,还有混合。这时的流体作不规则运动,有垂直于流管轴线方向的分速度产生,这种运动称为湍流。

在湍流状态,温度传感器只要穿过管壁处很薄的层流层,就可以测量到较均匀的介质温度变化。在层流状态,上游温度的变化首先在管道中心处感测到,然后才逐渐在管壁处感测到,在管道1/4处感测到的温度变化与中心处相比,只是极短的延迟,由于这样的原因,温度传感器插入深度是不一定都从管道中心算起的,尤其是对于大口径的管道,否则温度传感器很长,一是增加投资,二是容易损坏。

为了保证测量精度,要把温度传感器的敏感段全部插入到被测介质中去。通常温度传感器所需的浸入长度为:
A、测量气体时,热电偶插入深度应大于95mm,热电阻、双金属温度传感器插入深度应大于115mm。
B、测量液体时,热电偶、热电阻、双金属温度传感器插入深度都应大于46mm。
C、温度传感器插入深度=连接头+管壁厚度+浸入长度。
D、如果工艺管道口径过小(直径小于80mm)安装温度传感器时,应制作扩大管。
E、对于一般塔设备的温度测量,温度传感器水平安装时,温度传感器插入深度在300-400mm 就行了,对于锅炉炉膛的温度测量,温度传感器大都是水平安装,除去炉体耐火砖的厚度,热电偶只需插入炉内150mm就行了。

本文为昌晖仪表原创文章,如果大家有温度传感器现场使用问题欢迎到“仪表论坛”发帖讨论。

共有访客发表了评论 网友评论

  客户姓名:
邮箱或QQ:
验证码: 看不清楚?
  1. 上一版选型规范中要求温度计插入深度为:插到管道1/3-2/3处,一般按1/2计算插深。

    自动化仪表选型设计规范HG/T20507-2014中这样规定:管道温度计只针对工艺管道,加热炉等对套管强度无影响时,插深按实际需要设计;针对管径太大时,振动频率计算普遍存在问题。HG/T20507-2014规定:温度检测元件末端浸入管道内壁长度不小于50mm,不宜大于125mm(不再是插到管中心)。这个要求主要是针对温度计套管计算强度时,许多高压,高温,流速很大的场合,由于插深太长时,套管强度计算往往不能满足要求,所以出来这个长度限制规定,规范只是“不宜”,不是"应",在强度计算满足时,个人认为还是插到管道中心为好。但对于DN400以上管道,就不在这么要求了,否则温度计会很长,不需要。

    对于“温度检测元件末端浸入管道内壁长度不小于50mm,不宜大于125mm(不再是插到管中心)”这句话的理解:根据流体力学,根据流体在管道内的流动分布情况,认为当离开管道内壁50mm时,介质的流动速度基本与管道中心差不多,所以认为此处的温度能真实反应介质的实际温度。

    匿名用户
     2018/6/8 16:02:08