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閱讀：15發布時間：2025-1-26
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套。這可以被認為是過程容器或管道中的導熱突起，允許溫度敏感儀器檢測過程溫度，而無需在容器或管道上開孔。熱電偶套管對于溫度元件（RTD、熱電偶、溫度計等）必須在不為過程減壓的情況下進行更換的安裝中至關重要。
熱套管可由任何導熱、耐壓且不與過程發生化學反應的材料制成。大多數熱電偶套管由金屬（不銹鋼或其他合金）或陶瓷材料制成。
此處顯示了一個簡單的圖表，顯示了與溫度計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，因為管道中更大的流體湍流會加速對流熱傳遞，并有助于清除熱電偶套管表面的固體污垢。
如果溫度計被拆除以進行維護或更換，則熱套管會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（不銹鋼）護套的照片，左側照片顯示了護套的整個長度，右側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，都會由于其質量和比熱值而增加溫度傳感器的一階時滯。很明顯，幾磅的金屬不會像幾盎司的 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降低任何溫度傳感的響應速度元素。不太明顯的是，這種時間滯后，如果足夠嚴重，可能會損害反饋控制的穩定性。由于這種滯后，接收“延遲”溫度測量值的控制系統將無法實時看到過程的實時溫度。
熱套管的一個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，這將增加測量系統的第二個時間延遲（注）。一些熱套管在盲孔底部包含一個彈簧夾，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接觸。
注意：氣隙充當熱阻，而元件本身的質量充當熱容。因此，氣隙的加入形成了熱“RC 時間常數”延遲網絡，繼發于熱套管引起的熱延遲。這為系統增加了另一個“階”延遲，而不僅僅是增加了其熱時間常數。一般來說，多階滯后不利于過程控制，因為它們會增加反饋回路中的相移并可能導致振蕩。
工藝/儀器適用性
為任何應用選擇合適的溫度傳感元件的主要考慮因素是預期的溫度范圍。機械（雙金屬）和填充系統溫度傳感器于相對較低的過程溫度，并且不能在距離測量點很遠的地方傳遞信號。
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償并且本質上更線性。
光學傳感器缺乏測量容器內流體溫度的能力，除非在容器中提供一個透明的窗口來讓光發射到達傳感器。否則，光學傳感器所能做的事情就是報告血管的皮膚溫度。對于監測固體物體的表面溫度，尤其是接觸不切實際甚至危險的物體（例如高壓電力線上的電絕緣體），光學傳感器是合適的解決方案。
化學反應性是接觸式傳感器的一個問題。如果傳感元件固定在熱電偶套管內，則必須選擇該熱電偶套管以盡量減少與過程流體的反應。考慮到大多數熱電偶金屬（鐵、鎳、銅等）的性質，裸熱電偶特別容易受到化學反應的影響，必須針對特定的工藝化學仔細選擇，以避免以后出現可靠性問題。
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