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浙江降溫設(shè)備熱電偶傳感器的靜態(tài)特性溫度校正FHF系列自垂翻板式
摘要： 介紹了在靜態(tài)測(cè)溫工程中，為提高溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性，而設(shè)計(jì)的熱電偶溫度靜態(tài)校正工程。該工程可以極大地提高熱電偶溫度傳感器的測(cè)溫精度。
關(guān)鍵詞 ： 熱電偶；溫度校正； 壓縮機(jī)測(cè)試
中圖分類號(hào)： TP212.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :B
TheStatic Characteristic Temperature Correction of Thermocouple Sensor
Abstract: In this paper, for improving the accuracy of measuring temperature, the static correction system for temperature of thermocouple sensor has been designed. This system can greatly improve the measuring accuracy for temperature of thermocouple sensor .
Key words: thermocouple; temperature correction ; compressor testing
0 引言
在壓縮機(jī)模型級(jí)試驗(yàn)的溫度測(cè)量中，常采用熱電偶測(cè)量流場(chǎng)內(nèi)的溫度。測(cè)量精度對(duì)于壓縮機(jī)模型級(jí)性能測(cè)試的準(zhǔn)確度有很大的影響，但是由于熱電偶自身制作中材料內(nèi)部的機(jī)械應(yīng)力、化學(xué)成分不穩(wěn)定性以及制作工藝等因素，使得熱電偶個(gè)體的差異性較大，溫度測(cè)量的穩(wěn)定性較差 [1] 。因此必須對(duì)測(cè)量中使用的熱電偶溫度傳感器進(jìn)行定期校正。目前，校正的溫度傳感器探針主要應(yīng)用在離心式壓縮機(jī)模型級(jí)的級(jí)測(cè)量中，進(jìn)口氣體未經(jīng)過(guò)壓縮，流速較小。模型級(jí)級(jí)出口流經(jīng)的氣體經(jīng)過(guò)擴(kuò)壓器擴(kuò)壓后流速迅速減緩，所以，可以近似地認(rèn)為流速對(duì)于溫度傳感器的測(cè)量影響可以忽略。因此，熱電偶的靜態(tài)校正能夠滿足目前壓縮機(jī)級(jí)性能測(cè)試的要求。
1 熱電偶靜態(tài)溫度校正工程的原理
本工程主要是應(yīng)用比較法進(jìn)行熱電偶的校正。利用高精度的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度傳感器與待測(cè)熱電偶的溫度對(duì)比來(lái)完成溫度校正。校正的原理是將標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度傳感器和待標(biāo)定的熱電偶置于同一溫度場(chǎng)中，分別測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度傳感器的溫度和待標(biāo)定的熱電偶的溫度，兩者比較，得到的差值即為該溫度下的熱電偶需校正的值。這樣，在不同溫度下進(jìn)行溫度比較，就會(huì)得到一組標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度傳感器和待校的熱電偶的溫度比較值。對(duì)溫度比較值進(jìn)行擬合，得到擬合公式，便可得到在校正范圍內(nèi)任一點(diǎn)熱電偶的校正后的溫度值，從而在使用中提高了熱電偶的測(cè)量精度 [2] 。
２ 熱電偶溫度校正工程的組成
熱電偶溫度校正工程主要由恒溫槽、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻、堆棧式測(cè)溫儀、冰點(diǎn)器以及智能轉(zhuǎn)換開關(guān)和軟件等組成。
恒溫槽使用的是 FLUKE 公司的 Hart Scientific Model 7341 恒溫槽 , 該恒溫槽內(nèi)集成了采用最新創(chuàng)新性技術(shù)的固體溫度控制器，能以極高的穩(wěn)定度維持恒溫槽的溫度，同時(shí)可以通過(guò) RS-232 和可選的 IEEE-488 接口實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信。 7341 恒溫槽的溫度范圍從－ 40 ～ 150 ℃。恒溫槽內(nèi)介質(zhì)采用 5012 號(hào)硅油，使用硅油較比水具有更寬的工作溫度范圍。
標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻：校正用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻采用的是 FLUKE 公司的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻。
堆棧測(cè)溫儀：堆棧測(cè)溫儀由 FLUKE 公司的一個(gè)主測(cè)溫控制器 1560 及附加的模塊組成。主控制器是該工程的核心模塊，它直接控制所有操作，并為各個(gè)模塊發(fā)送控制信號(hào)和電源。所有模塊都是工程的附屬裝置，可以測(cè)量溫度，與其它儀表進(jìn)行通訊。不同的模塊具有不同的功能， 2560 模塊用于標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的測(cè)溫； 2566 用于熱電偶溫度測(cè)量； 2562 用于鉑電阻溫度測(cè)量。在本溫度校正工程中使用的是主測(cè)溫控制器 1560 、 2560 模塊和 2566 模塊。
冰點(diǎn)器：為提高熱電偶的校正精度，本工程采用的是熱電偶冷端補(bǔ)償?shù)姆椒�。提供冷端溫度的是一臺(tái)冰點(diǎn)器。該冰點(diǎn)器為熱電偶提供精確零度，溫度偏差為± 0.001 ℃。
智能轉(zhuǎn)換開關(guān)：智能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要起到連接電腦和儀表的作用，將電腦發(fā)出的指令傳遞給各儀表，使各儀表形成統(tǒng)一的溫度校正工程。
軟件：在電腦中使用的校正軟件為 Fluke 公司 9938 軟件。
３ 校正步驟
�。�1）先將硅油灌入恒溫槽內(nèi)。
�。�2）將待校正的熱電偶和標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度傳感器，通過(guò)支架固定浸入恒溫槽內(nèi)，應(yīng)盡量使各探頭保持在同一平面上。
（3）將標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻與堆棧測(cè)溫儀中的 2560 模塊連接。將熱電偶與冷端補(bǔ)償?shù)谋c(diǎn)器連接，然后將冰點(diǎn)器與堆棧測(cè)溫儀中 2566 模塊連接。通過(guò)智能轉(zhuǎn)接卡將堆棧測(cè)溫儀、電腦、恒溫槽連接起來(lái)。
�。�4）打開冰點(diǎn)器、堆棧測(cè)溫儀、電腦以及恒溫槽。
�。�5）在電腦軟件中設(shè)置所需要的參數(shù)，比如容差、采集穩(wěn)定時(shí)間、探針編號(hào)等。
�。�6）開始測(cè)量。當(dāng)溫度達(dá)到某一設(shè)定溫度時(shí)，電腦開始記錄標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻和待校熱電偶的溫度，記錄完成后恒溫槽繼續(xù)變化溫度，至下一溫度設(shè)定點(diǎn)。
�。�7）當(dāng)所有溫度設(shè)定點(diǎn)都完成后，打印校正報(bào)告。
�。�8）根據(jù)校正報(bào)告中標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻和每個(gè)待測(cè)熱電偶的溫度值，對(duì)其進(jìn)行比較，生成多項(xiàng)式擬合曲線。利用多項(xiàng)式擬合曲線，便可以在已知熱電偶溫度的基礎(chǔ)上得到對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的溫度。這樣便可很大程度上提高熱電偶的測(cè)量精度，使之在精度上與標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻相當(dāng)。從而滿足壓縮機(jī)級(jí)測(cè)量中對(duì)溫度測(cè)量精度的要求。
具體校正流程圖見圖 1 。
４ 校正結(jié)果分析
每只熱電偶由于加工等原因其校正后的擬合曲線各不相同，下面以其中一只熱電偶與標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的校正數(shù)據(jù)比較，具體數(shù)據(jù)見表 1 ，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻和熱電偶溫度比較見圖 2 。
表 1 熱電偶靜態(tài)校正數(shù)據(jù)比較表
設(shè)定溫度 / ℃
標(biāo)準(zhǔn)鉑熱電阻溫度 / ℃
被校熱電偶溫度 / ℃
-10
-9.7154
-10.2367
0
0.2322
-0.4900
10
10.1843
9.3336
20
20.1711
19.2003
30
29.8574
28.7723
40
40.0143
38.9370
50
49.6519
48.4403
60
60.2901
58.9693
70
70.0869
68.7847
80
80.0515
78.8267
90
90.0392
88.8317
100
100.0180
98.8173
110
110.0083
108.8243
對(duì)各測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行擬合，選擇校正公式：
z=a+bx+cx2 （1 ）
式中 z ——校正后的溫度值，℃
X ——熱電偶實(shí)測(cè)溫度，℃
A ——系數(shù)， a ＝ 0.68348701
B ——系數(shù)， b ＝ 1.0147545
C ——系數(shù)， c ＝ 8.9961715 e － 05
這樣通過(guò)式（1）便可完成在校正范圍內(nèi)任意溫
適用：
自垂翻防火閥通常安裝在通風(fēng)、空調(diào)工程的管道中,也可安裝在防火墻和地臺(tái)內(nèi)。平時(shí)常開,70℃閥門關(guān)閉。FHF-1和FHY-1按健標(biāo)T356結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并做了必要的改進(jìn)。FHF-2多葉防火閥為改進(jìn)設(shè)計(jì)，L尺寸可以大大減少，但無(wú)檢查門，若需要可單獨(dú)訂貨，管道檢查門裝在靠近防火閥的管道上。L=墻厚+100或者說(shuō)L=B/n+50
性能：
(1)當(dāng)風(fēng)管氣溫超過(guò)70℃時(shí)，易熔片熔斷，葉片在重力的作用下自動(dòng)關(guān)閉。
(2)根據(jù)用戶要求，可安裝電訊號(hào)與有關(guān)設(shè)備聯(lián)鎖。吸頂式防火閥FHX-FD
適用：
吸頂式防火閥主要用于衛(wèi)生間通風(fēng)管及其它吊頂?shù)幕仫L(fēng)管道口，平時(shí)呈常開狀態(tài)，可供通風(fēng)排氣，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，當(dāng)氣溫度至70℃，閥門的易熔環(huán)熔斷，閥門關(guān)閉，切斷火勢(shì)沿管道蔓延的通路。
性能：
(1)閥門呈常開狀態(tài)，可用于管道端部通風(fēng)或吊頂管道通風(fēng)。
(2)氣流溫度達(dá)70℃時(shí)，閥門關(guān)閉。
防火閥FFH-1（FD）FFH-6（FVD）
適用：
防火調(diào)通常安裝在通風(fēng)空調(diào)工程的風(fēng)管上，平時(shí)常開，70℃時(shí)閥門關(guān)閉。
性能：
(1)溫度達(dá)到70℃時(shí)熔斷器動(dòng)作閥門關(guān)閉。
(2)手動(dòng)開啟，手動(dòng)復(fù)位。
(3)閥門關(guān)閉可發(fā)出一路訊號(hào)。
防火調(diào)節(jié)閥FHT-2（FVD）FHT-7（FVD）
適用：
防火調(diào)節(jié)閥通常安裝在空調(diào)工程的風(fēng)管上，平時(shí)常開，70℃時(shí)閥門關(guān)閉，閥門葉片可在0°-90°范圍內(nèi)五檔調(diào)節(jié)。
性能：
(1)溫度70℃時(shí)熔斷器動(dòng)作閥門關(guān)閉。
(2)手動(dòng)關(guān)閉，手動(dòng)復(fù)位。
(3)手動(dòng)改變?nèi)~片開啟角度。
(4)開閉后發(fā)出一路電訊號(hào)。
全自動(dòng)防煙防火閥FHZ-SFVD
適用：
適用于有防煙防火要求的通風(fēng)空調(diào)工程的風(fēng)管上，特別適用于設(shè)有鹵代烷氣體自動(dòng)滅火裝置的重要建筑物，因滅火時(shí)釋放氣體前要求關(guān)閉所有閥門，滅火完畢后，又應(yīng)該打開閥門進(jìn)行通風(fēng)排氣；以及當(dāng)排煙工程兼做通風(fēng)空調(diào)工程時(shí)，既要考慮通風(fēng)時(shí)空氣調(diào)節(jié)要求，又要考慮發(fā)生火災(zāi)時(shí)能迅速排煙防火的要求，還適用于通風(fēng)、空調(diào)管道裝在吊頂上，無(wú)法用人工手動(dòng)復(fù)位的場(chǎng)合。
功能：
(1)閥門平時(shí)呈常開狀態(tài),由控制中心輸出的DC24V電源(DC24V±10%，0.3A±10%)可以使閥門自動(dòng)關(guān)閉，并能聯(lián)鎖通風(fēng)，空調(diào)風(fēng)機(jī)停止，輸出關(guān)閉信號(hào)。
(2)70℃時(shí)，溫度熔斷器動(dòng)作，閥門關(guān)閉。
(3)按閥門上執(zhí)行器的手動(dòng)按鈕，閥門關(guān)閉。
(4)當(dāng)需要防煙防火閥再次打開時(shí)，電信號(hào)(DC24V、0.4A)可以使閥門自動(dòng)復(fù)位到原先開啟狀態(tài)復(fù)位扭矩>12N·M，并可聯(lián)鎖通風(fēng)，空調(diào)風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。
(5)閥門既可中央控制室集中控制，又可單元自動(dòng)控制。
(6)這種機(jī)械中設(shè)有扭矩調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)防火閥規(guī)格調(diào)整其動(dòng)作扭矩，以確保動(dòng)作可靠性，動(dòng)作扭矩分三檔：弱1N·M，中1.5N·M，強(qiáng)3N·M。
浙江降溫設(shè)備
屋頂負(fù)壓風(fēng)機(jī)
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