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溫度傳感器配件

任何溫度傳感元件最重要的附件之一是稱為熱套管的耐壓護(hù)套。這可以被認(rèn)為是過程容器或管道中的導(dǎo)熱突起，允許溫度敏感儀器檢測(cè)過程溫度，而無需在容器或管道上開孔。熱電偶套管對(duì)于溫度元件（RTD、熱電偶、溫度計(jì)等）必須在不為過程減壓的情況下進(jìn)行更換的安裝中至關(guān)重要。

熱套管可由任何導(dǎo)熱、耐壓且不與過程發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料制成。大多數(shù)熱電偶套管由金屬（不銹鋼或其他合金）或陶瓷材料制成。

此處顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的圖表，顯示了與溫度計(jì)一起使用的熱電偶套管：

通常，將熱電偶套管安裝在管道中而不是容器中，因?yàn)楣艿乐懈蟮牧黧w湍流會(huì)加速對(duì)流熱傳遞，并有助于清除熱電偶套管表面的固體污垢。

如果溫度計(jì)被拆除以進(jìn)行維護(hù)或更換，則熱套管會(huì)保持管道的壓力完整性（沒有過程流體泄漏，也沒有空氣泄漏）：

此處顯示了真實(shí)（不銹鋼）護(hù)套的照片，左側(cè)照片顯示了護(hù)套的整個(gè)長(zhǎng)度，右側(cè)照片顯示了插入溫度傳感裝置的末端：

下一張照片中顯示了完整的 RTD溫度傳感器組件（連接頭、RTD 溫度傳感器和熱電偶套管）的照片：

盡管熱電偶套管很有用，但它們并非沒有警告。所有熱電偶套管，無論安裝得多么好，都會(huì)由于其質(zhì)量和比熱值而增加溫度傳感器的一階時(shí)滯。很明顯，幾磅的金屬不會(huì)像幾盎司的 RTD溫度傳感器或熱電偶那樣快速加熱和冷卻，因此在傳感元件上添加熱電偶套管會(huì)降低任何溫度傳感的響應(yīng)速度元素。不太明顯的是，這種時(shí)間滯后，如果足夠嚴(yán)重，可能會(huì)損害反饋控制的穩(wěn)定性。由于這種滯后，接收“延遲”溫度測(cè)量值的控制系統(tǒng)將無法實(shí)時(shí)看到過程的實(shí)時(shí)溫度。

熱套管的一個(gè)潛在問題是溫度傳感元件的安裝不正確。該元件必須在熱套管盲孔底部接觸的情況下插入。如果在溫度元件末端和熱套管孔底部之間允許存在任何空氣間隙，這將增加測(cè)量系統(tǒng)的第二個(gè)時(shí)間延遲（注）。一些熱套管在盲孔底部包含一個(gè)彈簧夾，以幫助保持傳感元件和熱套管壁之間的金屬與金屬的持續(xù)接觸。

注意：氣隙充當(dāng)熱阻，而元件本身的質(zhì)量充當(dāng)熱容。因此，氣隙的加入形成了熱“RC 時(shí)間常數(shù)”延遲網(wǎng)絡(luò)，繼發(fā)于熱套管引起的熱延遲。這為系統(tǒng)增加了另一個(gè)“階”延遲，而不僅僅是增加了其熱時(shí)間常數(shù)。一般來說，多階滯后不利于過程控制，因?yàn)樗鼈儠?huì)增加反饋回路中的相移并可能導(dǎo)致振蕩。

工藝/儀器適用性
為任何應(yīng)用選擇合適的溫度傳感元件的主要考慮因素是預(yù)期的溫度范圍。機(jī)械（雙金屬）和填充系統(tǒng)溫度傳感器于相對(duì)較低的過程溫度，并且不能在距離測(cè)量點(diǎn)很遠(yuǎn)的地方傳遞信號(hào)。

熱電偶是迄今為止、范圍的接觸式溫度傳感器。精度因熱電偶類型和安裝質(zhì)量而異。

RTD溫度傳感器比熱電偶更脆弱，但它們不需要參考補(bǔ)償并且本質(zhì)上更線性。

光學(xué)傳感器缺乏測(cè)量容器內(nèi)流體溫度的能力，除非在容器中提供一個(gè)透明的窗口來讓光發(fā)射到達(dá)傳感器。否則，光學(xué)傳感器所能做的事情就是報(bào)告血管的皮膚溫度。對(duì)于監(jiān)測(cè)固體物體的表面溫度，尤其是接觸不切實(shí)際甚至危險(xiǎn)的物體（例如高壓電力線上的電絕緣體），光學(xué)傳感器是合適的解決方案。

化學(xué)反應(yīng)性是接觸式傳感器的一個(gè)問題。如果傳感元件固定在熱電偶套管內(nèi)，則必須選擇該熱電偶套管以盡量減少與過程流體的反應(yīng)?？紤]到大多數(shù)熱電偶金屬（鐵、鎳、銅等）的性質(zhì)，裸熱電偶特別容易受到化學(xué)反應(yīng)的影響，必須針對(duì)特定的工藝化學(xué)仔細(xì)選擇，以避免以后出現(xiàn)可靠性問題。

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