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浙江降溫設備熱電偶傳感器的靜態特性溫度校正FHF系列自垂翻板式
摘要： 介紹了在靜態測溫工程中，為提高溫度測量的準確性，而設計的熱電偶溫度靜態校正工程。該工程可以極大地提高熱電偶溫度傳感器的測溫精度。
關鍵詞 ： 熱電偶；溫度校正； 壓縮機測試
中圖分類號： TP212.11 文獻標識碼 :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
在壓縮機模型級試驗的溫度測量中，常采用熱電偶測量流場內的溫度。測量精度對于壓縮機模型級性能測試的準確度有很大的影響，但是由于熱電偶自身制作中材料內部的機械應力、化學成分不穩定性以及制作工藝等因素，使得熱電偶個體的差異性較大，溫度測量的穩定性較差 [1] 。因此必須對測量中使用的熱電偶溫度傳感器進行定期校正。目前，校正的溫度傳感器探針主要應用在離心式壓縮機模型級的級測量中，進口氣體未經過壓縮，流速較小。模型級級出口流經的氣體經過擴壓器擴壓后流速迅速減緩，所以，可以近似地認為流速對于溫度傳感器的測量影響可以忽略。因此，熱電偶的靜態校正能夠滿足目前壓縮機級性能測試的要求。
1 熱電偶靜態溫度校正工程的原理
本工程主要是應用比較法進行熱電偶的校正。利用高精度的標準鉑電阻溫度傳感器與待測熱電偶的溫度對比來完成溫度校正。校正的原理是將標準鉑電阻溫度傳感器和待標定的熱電偶置于同一溫度場中，分別測量標準鉑電阻溫度傳感器的溫度和待標定的熱電偶的溫度，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，在不同溫度下進行溫度比較，就會得到一組標準鉑電阻溫度傳感器和待校的熱電偶的溫度比較值。對溫度比較值進行擬合，得到擬合公式，便可得到在校正范圍內任一點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、標準鉑電阻、堆棧式測溫儀、冰點器以及智能轉換開關和軟件等組成。
恒溫槽使用的是 FLUKE 公司的 Hart Scientific Model 7341 恒溫槽 , 該恒溫槽內集成了采用最新創新性技術的固體溫度控制器，能以極高的穩定度維持恒溫槽的溫度，同時可以通過 RS-232 和可選的 IEEE-488 接口實現數字通信。 7341 恒溫槽的溫度范圍從－ 40 ～ 150 ℃。恒溫槽內介質采用 5012 號硅油，使用硅油較比水具有更寬的工作溫度范圍。
標準鉑電阻：校正用標準鉑電阻采用的是 FLUKE 公司的二級標準鉑電阻。
堆棧測溫儀：堆棧測溫儀由 FLUKE 公司的一個主測溫控制器 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，并為各個模塊發送控制信號和電源。所有模塊都是工程的附屬裝置，可以測量溫度，與其它儀表進行通訊。不同的模塊具有不同的功能， 2560 模塊用于標準鉑電阻的測溫； 2566 用于熱電偶溫度測量； 2562 用于鉑電阻溫度測量。在本溫度校正工程中使用的是主測溫控制器 1560 、 2560 模塊和 2566 模塊。
冰點器：為提高熱電偶的校正精度，本工程采用的是熱電偶冷端補償的方法。提供冷端溫度的是一臺冰點器。該冰點器為熱電偶提供精確零度，溫度偏差為± 0.001 ℃。
智能轉換開關：智能轉換開關主要起到連接電腦和儀表的作用，將電腦發出的指令傳遞給各儀表，使各儀表形成統一的溫度校正工程。
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。
�。�2）將待校正的熱電偶和標準鉑電阻溫度傳感器，通過支架固定浸入恒溫槽內，應盡量使各探頭保持在同一平面上。
�。�3）將標準鉑電阻與堆棧測溫儀中的 2560 模塊連接。將熱電偶與冷端補償的冰點器連接，然后將冰點器與堆棧測溫儀中 2566 模塊連接。通過智能轉接卡將堆棧測溫儀、電腦、恒溫槽連接起來。
�。�4）打開冰點器、堆棧測溫儀、電腦以及恒溫槽。
�。�5）在電腦軟件中設置所需要的參數，比如容差、采集穩定時間、探針編號等。
�。�6）開始測量。當溫度達到某一設定溫度時，電腦開始記錄標準鉑電阻和待校熱電偶的溫度，記錄完成后恒溫槽繼續變化溫度，至下一溫度設定點。
（7）當所有溫度設定點都完成后，打印校正報告。
�。�8）根據校正報告中標準鉑電阻和每個待測熱電偶的溫度值，對其進行比較，生成多項式擬合曲線。利用多項式擬合曲線，便可以在已知熱電偶溫度的基礎上得到對應的標準鉑電阻的溫度。這樣便可很大程度上提高熱電偶的測量精度，使之在精度上與標準鉑電阻相當。從而滿足壓縮機級測量中對溫度測量精度的要求。
具體校正流程圖見圖 1 。
４ 校正結果分析
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準鉑電阻的校正數據比較，具體數據見表 1 ，標準鉑電阻和熱電偶溫度比較見圖 2 。
表 1 熱電偶靜態校正數據比較表
設定溫度 / ℃
標準鉑熱電阻溫度 / ℃
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
對各測量點進行擬合，選擇校正公式：
z=a+bx+cx2 （1 ）
式中 z ——校正后的溫度值，℃
X ——熱電偶實測溫度，℃
A ——系數， a ＝ 0.68348701
B ——系數， b ＝ 1.0147545
C ——系數， c ＝ 8.9961715 e － 05
這樣通過式（1）便可完成在校正范圍內任意溫
適用：
自垂翻防火閥通常安裝在通風、空調工程的管道中,也可安裝在防火墻和地臺內。平時常開,70℃閥門關閉。FHF-1和FHY-1按健標T356結構設計，并做了必要的改進。FHF-2多葉防火閥為改進設計，L尺寸可以大大減少，但無檢查門，若需要可單獨訂貨，管道檢查門裝在靠近防火閥的管道上。L=墻厚+100或者說L=B/n+50
性能：
(1)當風管氣溫超過70℃時，易熔片熔斷，葉片在重力的作用下自動關閉。
(2)根據用戶要求，可安裝電訊號與有關設備聯鎖。吸頂式防火閥FHX-FD
適用：
吸頂式防火閥主要用于衛生間通風管及其它吊頂的回風管道口，平時呈常開狀態，可供通風排氣，火災發生時，當氣溫度至70℃，閥門的易熔環熔斷，閥門關閉，切斷火勢沿管道蔓延的通路。
性能：
(1)閥門呈常開狀態，可用于管道端部通風或吊頂管道通風。
(2)氣流溫度達70℃時，閥門關閉。
防火閥FFH-1（FD）FFH-6（FVD）
適用：
防火調通常安裝在通風空調工程的風管上，平時常開，70℃時閥門關閉。
性能：
(1)溫度達到70℃時熔斷器動作閥門關閉。
(2)手動開啟，手動復位。
(3)閥門關閉可發出一路訊號。
防火調節閥FHT-2（FVD）FHT-7（FVD）
適用：
防火調節閥通常安裝在空調工程的風管上，平時常開，70℃時閥門關閉，閥門葉片可在0°-90°范圍內五檔調節。
性能：
(1)溫度70℃時熔斷器動作閥門關閉。
(2)手動關閉，手動復位。
(3)手動改變葉片開啟角度。
(4)開閉后發出一路電訊號。
全自動防煙防火閥FHZ-SFVD
適用：
適用于有防煙防火要求的通風空調工程的風管上，特別適用于設有鹵代烷氣體自動滅火裝置的重要建筑物，因滅火時釋放氣體前要求關閉所有閥門，滅火完畢后，又應該打開閥門進行通風排氣；以及當排煙工程兼做通風空調工程時，既要考慮通風時空氣調節要求，又要考慮發生火災時能迅速排煙防火的要求，還適用于通風、空調管道裝在吊頂上，無法用人工手動復位的場合。
功能：
(1)閥門平時呈常開狀態,由控制中心輸出的DC24V電源(DC24V±10%，0.3A±10%)可以使閥門自動關閉，并能聯鎖通風，空調風機停止，輸出關閉信號。
(2)70℃時，溫度熔斷器動作，閥門關閉。
(3)按閥門上執行器的手動按鈕，閥門關閉。
(4)當需要防煙防火閥再次打開時，電信號(DC24V、0.4A)可以使閥門自動復位到原先開啟狀態復位扭矩>12N·M，并可聯鎖通風，空調風機自動啟動。
(5)閥門既可中央控制室集中控制，又可單元自動控制。
(6)這種機械中設有扭矩調節裝置，可根據防火閥規格調整其動作扭矩，以確保動作可靠性，動作扭矩分三檔：弱1N·M，中1.5N·M，強3N·M。
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