?高溫溫度傳感器(通常指測量范圍≥200℃,甚至可達 1000℃以上的傳感器)在工業(yè)窯爐、航空航天、冶金、化工等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,其工作環(huán)境嚴(yán)苛(高溫、氧化、腐蝕、振動等),使用時需特別注意安裝方式、環(huán)境適配、校準(zhǔn)維護等要點,以確保測量精度和使用壽命。以下是具體注意事項:
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一、選型適配:確保傳感器與被測環(huán)境匹配
溫度范圍匹配
傳感器的額定測量范圍需覆蓋實際被測溫度,且預(yù)留 10%~20% 余量(如被測溫度常為 800℃,應(yīng)選 1000℃量程的傳感器,避免長期滿量程工作導(dǎo)致老化加速)。
注意傳感器的 “短期耐溫” 與 “長期耐溫” 差異:例如某熱電偶長期耐溫 1000℃,短期(30 分鐘內(nèi))可耐 1200℃,需避免超過長期耐溫上限持續(xù)工作。
材質(zhì)耐環(huán)境性
耐高溫材質(zhì):根據(jù)溫度選擇傳感器外殼和感溫元件材質(zhì)(如≤600℃可選不銹鋼 316;600~1000℃可選耐高溫合金 Inconel 600;>1000℃需用陶瓷或鉑銠合金)。
抗腐蝕 / 氧化:在含硫、氯、金屬蒸汽等腐蝕性環(huán)境中(如化工窯爐),需選擇抗腐蝕涂層(如陶瓷涂層)或耐腐蝕材質(zhì)(如哈氏合金),避免感溫元件被腐蝕失效。
絕緣性:高溫下絕緣材料易老化,需選擇耐高溫絕緣材料(如氧化鎂、氧化鋁陶瓷,耐溫可達 1000℃以上),防止傳感器內(nèi)部短路。
二、安裝方式:影響測量精度與穩(wěn)定性
插入深度與位置
插入深度需足夠:感溫元件應(yīng)處于被測介質(zhì)的 “溫度均勻區(qū)”,插入深度建議≥傳感器直徑的 10~15 倍(如直徑 10mm 的傳感器,插入深度≥100mm),避免受爐壁、管道外壁低溫影響(“測量滯后” 或 “讀數(shù)偏低”)。
避開干擾區(qū)域:遠離熱源入口(如火焰直射、蒸汽噴射口)、氣流死角或溫度梯度大的位置(如窯爐邊緣),必要時加裝防輻射罩(減少熱輻射誤差)。
安裝固定方式
振動環(huán)境:高溫場景常伴隨機械振動(如冶金軋機、汽輪機),需采用剛性固定(如法蘭焊接、螺紋緊固),避免傳感器松動導(dǎo)致感溫元件疲勞斷裂(尤其熱電偶絲、熱電阻引線易因振動斷裂)。
密封要求:在高壓高溫環(huán)境(如高壓蒸汽管道)中,需使用帶密封結(jié)構(gòu)的安裝件(如金屬密封環(huán)、焊接密封),防止介質(zhì)泄漏(高溫介質(zhì)泄漏可能引發(fā)安全事故)。
熱響應(yīng)優(yōu)化
減少熱滯后:對快速變化的高溫環(huán)境(如瞬時加熱爐),選擇細徑傳感器(減少熱容量)或裸露感溫元件(無保護套管),但需權(quán)衡抗腐蝕能力(裸露元件僅適用于潔凈環(huán)境)。
保護套管設(shè)計:需在 “耐溫性” 與 “熱響應(yīng)速度” 間平衡 —— 厚壁套管耐沖擊但熱響應(yīng)慢,薄壁套管響應(yīng)快但易損壞,可根據(jù)介質(zhì)特性選擇(如顆粒狀介質(zhì)需厚壁防磨損)。
三、接線與信號傳輸:避免信號失真
接線材料與方式
高溫導(dǎo)線:傳感器引出線需用耐高溫導(dǎo)線(如玻璃纖維編織線、補償導(dǎo)線,耐溫≥200℃),避免普通導(dǎo)線絕緣層在高溫下熔化(導(dǎo)致短路)。
熱電偶冷端處理:熱電偶測量依賴?yán)涠藴囟妊a償,需確保冷端(接線盒)遠離高溫區(qū)(溫度≤100℃),或采用帶冷端補償?shù)淖兯推鳎p少環(huán)境溫度對冷端的影響)。
屏蔽接地:在強電磁干擾環(huán)境(如高頻加熱設(shè)備附近),信號線需穿金屬管屏蔽,屏蔽層單端接地(避免地電位差引入干擾),防止信號波動。
信號傳輸距離
熱電阻(如 PT100):電阻信號易受導(dǎo)線電阻影響,長距離傳輸(>10 米)需用三線制或四線制接線(補償導(dǎo)線電阻),避免測量誤差增大。
熱電偶:輸出毫伏級信號,長距離傳輸需用專用補償導(dǎo)線(與熱電偶型號匹配,如 K 型熱電偶用 K 型補償導(dǎo)線),且導(dǎo)線規(guī)格需滿足載流要求(避免電壓降過大)。
四、校準(zhǔn)與維護:確保測量可靠性
定期校準(zhǔn)
校準(zhǔn)周期:高溫傳感器在長期使用后易因元件老化、氧化導(dǎo)致精度漂移,建議校準(zhǔn)周期縮短(如普通工業(yè)傳感器每年 1 次,苛刻環(huán)境每 3~6 個月 1 次)。
校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn):采用高溫爐、標(biāo)準(zhǔn)熱電偶(如 S 型鉑銠熱電偶)等溯源設(shè)備,在關(guān)鍵溫度點(如常用工作溫度)進行校準(zhǔn),確保誤差在允許范圍(如 A 級 PT100 誤差≤±0.15℃+0.002|t|)。
日常維護
清潔保護套管:定期清理套管表面的積灰、結(jié)焦或附著物(如窯爐傳感器的煙灰、金屬氧化物),這些附著物會形成隔熱層,導(dǎo)致測量值低于實際溫度。
檢查外觀:觀察傳感器是否有變形、裂紋(高溫下材質(zhì)易脆化),接線盒是否密封良好(防止水汽、灰塵進入導(dǎo)致短路),引線是否松動或氧化(氧化會增加接觸電阻)。
儲存與停用:長期停用的傳感器需存放于干燥、常溫環(huán)境,避免與腐蝕性物質(zhì)接觸;再次使用前需重新校準(zhǔn),確認(rèn)性能合格。
五、安全注意事項
高溫防護
安裝或更換傳感器時,需待被測設(shè)備降溫至安全溫度(<50℃),或佩戴高溫防護手套、使用專用工具(避免燙傷)。
傳感器周圍避免放置易燃物,高溫輻射可能引燃可燃物(尤其>500℃的場景)。
應(yīng)急處理
若傳感器顯示異常(如讀數(shù)跳變、超量程),需立即檢查是否因接線松動、元件損壞或環(huán)境突變(如介質(zhì)泄漏)導(dǎo)致,必要時停機排查,防止誤判引發(fā)設(shè)備故障。