Khi thiết bị nóng lên, kim chỉ nhiệt kế có thể mất thời gian để di chuyển theo. Trong quá trình làm nguội, chỉ số cũng có thể vẫn ở mức cao trong một thời gian. Điều này không nhất thiết chỉ ra lỗi: nhiệt cần thời gian để truyền từ môi trường đến bộ phận cảm biến, và thân cảm biến, vị trí lắp đặt và ống bảo vệ cảm biến nhiệt đều ảnh hưởng đến độ trễ đó.
Trước tiên, hãy kiểm tra xem liệu có sự khác biệt đáng kể nào còn tồn tại sau khi nhiệt độ quá trình ổn định hay không. Điều này giúp phân biệt phản hồi quá chậm so với quá trình với lỗi đo lường dai dẳng. Trong trường hợp cần giám sát nhanh, hãy xác định thời gian phản hồi của toàn bộ cụm lắp ráp đã lắp đặt cũng như phạm vi và độ chính xác của nó.
Nguyên nhân 1: Nguyên lý và thiết kế cảm biến khác nhau
Nhiệt kế lưỡng kim và nhiệt kế giãn nở, cũng như các hệ thống đo điện tử sử dụng cặp nhiệt điện hoặc RTD, có đặc tính phản hồi khác nhau. Ngay cả khi đo cùng một môi chất tại cùng một điểm, kết quả đo của chúng có thể khác nhau trong quá trình gia nhiệt hoặc làm nguội. Chỉ riêng nhãn "cơ khí" và "điện tử" không đủ để xác định thiết bị nào sẽ phản hồi nhanh hơn.
Ví dụ, một Nhiệt kế giãn nở mao dẫn MTR.S Việc này giúp tách biệt màn hình hiển thị khỏi điểm cảm biến để hiển thị từ xa. Lợi ích của việc lắp đặt này không tự động có nghĩa là phản hồi nhanh hơn; vẫn cần phải xem xét đến bóng cảm biến, ống bảo vệ nhiệt và các điều kiện hoạt động thực tế.
Nguyên nhân 2: Kích thước thân cây và khối lượng nhiệt
Trong điều kiện tương đương, thân cảm biến lớn hơn hoặc dày hơn thường cần thời gian lâu hơn để đạt trạng thái cân bằng nhiệt với môi trường. Thân cảm biến nhỏ hơn có thể cải thiện khả năng phản hồi, nhưng cần phải đánh giá khả năng chịu áp suất, độ mài mòn, ăn mòn và độ bền cơ học.
Khi so sánh các bảng thông số kỹ thuật, hãy kiểm tra xem thời gian phản hồi được nêu có áp dụng cho riêng phần tử cảm biến hay cho toàn bộ cụm lắp ráp bao gồm cả ống bảo vệ nhiệt. Đây là các cấu hình khác nhau và kết quả thử nghiệm của chúng không thể áp dụng thay thế cho nhau trong cùng một hệ thống lắp đặt.
Nguyên nhân 3: Độ căng Immersion không đủ hoặc vị trí đo không phù hợp
Nếu vùng cảm biến chủ động không được ngâm đủ trong môi trường quy trình đại diện, thành ống hoặc không khí xung quanh có thể ảnh hưởng đến kết quả đo. Điều này có thể gây ra kết quả đo cao hoặc thấp và làm chậm quá trình báo hiệu những thay đổi trong quy trình. Việc ren khớp không đảm bảo vị trí cảm biến là chính xác.
Xác định độ sâu lắp đặt immersion dựa trên yêu cầu của nhà sản xuất, chiều dài cảm biến hoạt động, đường kính ống và kích thước ống bảo vệ nhiệt; không có độ sâu chung cho mọi loại nhiệt kế. Trong trường hợp cần góc nhìn khác, cần sử dụng một công cụ khác. Nhiệt kế lưỡng kim điều chỉnh góc MTB.S_BA có thể được xem xét trong khi vẫn duy trì vị trí cảm biến cần thiết.
Nguyên nhân 4: Lưu lượng thấp hoặc điểm đo bị ứ đọng
Thời gian phản hồi cũng phụ thuộc vào hiệu quả truyền nhiệt của môi chất đến thân cảm biến. Các vùng nước tù đọng trong bình chứa, sự trộn không đều, đường ống có lưu lượng thấp và môi chất có độ nhớt cao đều có thể làm chậm quá trình thay đổi nhiệt độ đến điểm đo. Thời gian phản hồi trong chất khí không nên được so sánh trực tiếp với thời gian phản hồi trong chất lỏng đang chảy.
Trước khi quyết định thay thế thiết bị, hãy kiểm tra xem vị trí đo có phản ánh đúng nhiệt độ của quá trình hay không. Bất kỳ thay đổi nào về vị trí hoặc điều kiện dòng chảy cũng cần tính đến lực chất lỏng tác động và nguy cơ rung động tại ống bảo vệ nhiệt.
Nguyên nhân 5: Truyền nhiệt qua ống bảo vệ cảm biến nhiệt.
Ống bảo vệ cảm biến nhiệt (thermowell) cách ly môi trường xử lý và bảo vệ thân cảm biến, nhưng lại tạo thêm một đường dẫn truyền nhiệt, thường làm tăng thời gian phản hồi của toàn bộ cụm. Hiệu ứng này phụ thuộc vào vật liệu, độ dày thành và hình dạng đầu ống, cũng như độ khít giữa thân cảm biến và ống bảo vệ cảm biến.
Khi lựa chọn ống bảo vệ cảm biến nhiệt như... Ống bảo vệ nhiệt độ ren TWC, Kiểm tra đồng thời kết nối quy trình, đường kính lỗ, độ sâu sử dụng và kích thước thân cảm biến. Nếu thời gian phản hồi được quy định, hãy yêu cầu nhà sản xuất đánh giá cấu hình hoàn chỉnh. Không được làm mỏng ống bảo vệ nhiệt hoặc thêm các hợp chất dẫn nhiệt nếu không có thiết kế được phê duyệt.
Làm thế nào để cải thiện độ chính xác của nhiệt kế công nghiệp?
- Xác định triệu chứng: ghi lại các chỉ số trong quá trình làm nóng, làm mát và vận hành ổn định, sử dụng phép đo tham chiếu tại cùng vị trí và thời điểm.
- Kiểm tra việc lắp đặt: xác minh vùng cảm biến hoạt động, độ sâu của immersion, vị trí đo và độ vừa khít bên trong ống bảo vệ nhiệt.
- Xác định yêu cầu: nêu rõ độ trễ chấp nhận được và liệu phép đo được sử dụng để hiển thị, điều khiển hoặc cảnh báo cục bộ hay không.
- Đánh giá toàn bộ cụm lắp ráp: lựa chọn bộ phận cảm biến và ống bảo vệ nhiệt đáp ứng các yêu cầu về áp suất, ăn mòn và độ bền cơ học.
- Kiểm chứng trong điều kiện nhất quán: so sánh kết quả với cùng môi trường, lưu lượng, độ sâu immersion và cấu hình ống bảo vệ nhiệt.
Nếu phản hồi được chỉ định là t90, điều đó có nghĩa là thời gian cần thiết để chỉ ra 90% của tổng sự thay đổi nhiệt độ. Đối với sự thay đổi từ 20°C đến 100°C, điểm 90% là 92°C, chứ không phải 90°C. Vui lòng xác nhận các điều kiện thử nghiệm cùng với giá trị thời gian khi yêu cầu báo giá.
Tài liệu tham khảo tiêu chuẩn quốc tế
- ASME PTC 19.3-2024Đây là tài liệu tham khảo về các phương pháp đo nhiệt độ, lựa chọn và sử dụng thiết bị khi xem xét bố trí hệ thống đo.
- EN 13190:2001: Yêu cầu và kiểm tra đối với nhiệt kế mặt số công nghiệp, kèm theo khuyến nghị về lựa chọn và lắp đặt.
- ASME B40.200: Thuật ngữ, cấu tạo, hướng dẫn lắp đặt và thử nghiệm bao gồm nhiệt kế lưỡng kim, nhiệt kế hệ thống chứa chất lỏng và nhiệt kế thủy tinh chứa chất lỏng, cùng các chủ đề khác.
- ASME PTC 19.3 TW-2016 (R2025): Tài liệu tham khảo về thiết kế cơ khí cho các ống bảo vệ nhiệt độ bar trong phạm vi của nó. Tài liệu này không bao gồm sự cân bằng nhiệt của cảm biến so với dòng chảy của quy trình và bản thân nó không thể chứng minh được thời gian phản hồi chấp nhận được.
Xác nhận phạm vi và phiên bản áp dụng so với thông số kỹ thuật thiết bị, quy trình và mua hàng. Việc tham chiếu một tiêu chuẩn không tự động chứng nhận sản phẩm.
Câu hỏi thường gặp
Phản hồi chậm có nghĩa là nhiệt kế không chính xác?
Không nhất thiết. Phản hồi chậm là sự chậm trễ trong quá trình thay đổi nhiệt độ; kết quả đo cuối cùng vẫn có thể nằm trong phạm vi sai số cho phép. Nếu kết quả đo cao hoặc thấp vẫn tiếp diễn sau khi ổn định, hãy kiểm tra lại quá trình lắp đặt và hiệu chuẩn.
Việc tháo bỏ ống bảo vệ cảm biến nhiệt có phải lúc nào cũng tốt hơn không?
Việc rút ngắn đường truyền nhiệt có thể cải thiện khả năng phản hồi, nhưng lại làm mất đi khả năng cách ly quá trình và bảo vệ cơ học của ống bảo vệ nhiệt. Đối với các ứng dụng áp suất cao, ăn mòn, mài mòn hoặc tốc độ cao, cần kiểm tra kỹ các yêu cầu thiết kế trước khi xem xét việc tháo bỏ.
Kết luận
Khi nhiệt kế công nghiệp phản hồi chậm, hãy xem xét lại nguyên lý cảm biến, kích thước, độ sâu của immersion, điều kiện dòng chảy và độ khít của ống bảo vệ nhiệt. Xác định tốc độ phản hồi cần thiết cho quá trình, sau đó kiểm tra toàn bộ cụm lắp ráp so với yêu cầu đó.
Liên hệ SJ Gauge Cung cấp thông tin về môi chất, nhiệt độ và áp suất hoạt động, vận tốc dòng chảy, đường kính ống, và kích thước thân ống và ống bảo vệ cảm biến nhiệt hiện tại. Vui lòng bao gồm thời gian phản hồi cần thiết để nhóm của chúng tôi có thể giúp đánh giá cấu hình phù hợp.
Đọc thêm: Kết quả đo nhiệt kế công nghiệp không chính xác: Kiểm tra độ sâu và cách lắp đặt Immersion.
