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温度变送器的选型中,如何根据被测介质的特性选择合适的传感器类型?

2025-01-08

在工业生产、科学研究以及日常生活的诸多场景里,温度的精确测量与监控发挥着举足轻重的作用。温度变送器作为实现这一目标的关键设备,其核心组件传感器的选择,直接决定了测量的准确性与可靠性。然而,被测介质特性复杂多样,从高温高压的化工原料,到易燃易爆的气体,再到强腐蚀性的液体,不同特性的介质对传感器的性能有着不同要求。因此,深入了解被测介质特性,并据此选择合适的传感器类型,对保障温度变送器高效、稳定运行至关重要。

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一、考虑被测介质的温度范围

(一)低温环境下的传感器选择

当被测介质处于低温环境时,普通传感器可能无法准确响应温度变化,甚至因低温导致性能下降或损坏。在这种情况下,可选择铂电阻传感器。铂电阻在低温环境下具有良好的稳定性和线性度,其电阻值随温度的变化较为稳定,能精确测量-200℃至650℃范围内的温度。例如在冷链物流中,为保证货物在运输和存储过程中的品质,需要精确监测低温环境的温度,铂电阻传感器便能满足这一需求。

(二)高温环境下的传感器选择

对于高温介质,如钢铁冶炼、玻璃制造等行业中的高温炉窑,需选择能承受高温的传感器。热电偶传感器是高温测量的常用选择,它可测量从-270℃至1800℃的宽泛温度范围。其中,B型热电偶适用于1600℃以上的超高温测量,在陶瓷烧制的高温窑炉中,使用B型热电偶能实时准确地监测炉内温度,保障烧制工艺的顺利进行。


二、应对被测介质的化学特性

(一)腐蚀性介质中的传感器防护

若被测介质具有腐蚀性,普通传感器极易被腐蚀,导致测量误差甚至损坏。此时,应选用具有防腐功能的传感器。比如,在化工生产中,测量盐酸、硫酸等强腐蚀性液体的温度时,可采用陶瓷传感器或表面经过特殊防腐处理的传感器。陶瓷传感器不仅能抵抗多种化学物质的腐蚀,还具备良好的耐高温性能,确保在恶劣的化学环境下仍能准确测量温度。

(二)氧化性和还原性介质的适配传感器

对于具有氧化性或还原性的介质,需选择与之相适应的传感器。在测量具有强氧化性的介质时,部分金属传感器可能会被氧化,影响测量精度。在这种情况下,氧化钇稳定氧化锆传感器凭借其在高温下的化学稳定性,能够准确测量氧化性或还原性气体的温度,广泛应用于燃烧控制、废气处理等领域。


三、关注被测介质的物理状态

(一)气态介质的传感器响应要求

气态介质具有流动性大、热容量小的特点,温度变化迅速。因此,测量气态介质温度时,需要传感器具备快速响应的特性。薄膜铂电阻传感器因响应速度快,能够及时捕捉气态介质的温度变化,在空调系统、汽车尾气排放监测等涉及气态介质温度测量的场景中得到广泛应用。

(二)液态介质的传感器选择要点

液态介质的温度测量需考虑其流动性和热传导特性。对于一般的液态介质,常规的铂电阻或热电偶传感器就能满足测量要求。但对于一些特殊液体,如高粘度液体,由于其热传导相对较慢,可选择带有保护套管且热响应时间短的传感器,确保准确测量液体温度。


四、针对易燃易爆介质的特殊要求

(一)本质安全型传感器的应用

在石油、天然气等易燃易爆环境中,传感器的选型需特别关注安全性。本质安全型传感器通过限制电路的能量,确保在正常工作或故障状态下产生的电火花和热效应不会点燃周围的易燃易爆气体。这类传感器通常采用特殊的设计和制造工艺,如限制电路的电压、电流,使用防爆外壳等,有效保障了在危险环境下的温度测量安全。

(二)隔爆型传感器的适用场景

隔爆型传感器通过特殊的外壳设计,能够承受内部爆炸压力并阻止爆炸向外部传播。在煤矿井下、石油化工生产车间等易燃易爆场所,隔爆型传感器可有效防止因传感器故障引发的爆炸事故,确保温度测量的安全性和可靠性。


温度变送器传感器的选型需充分考虑被测介质的温度范围、化学特性、物理状态以及是否易燃易爆等多方面特性。通过精准匹配传感器类型,能够大幅提高温度测量的准确性,为工业生产、科学研究和日常生活提供可靠的温度数据支持。随着科技的不断进步,传感器技术也在持续创新,未来将涌现出更多高性能、适应性强的传感器产品,满足日益复杂的温度测量需求,推动各行业朝着更加智能化、高效化的方向发展。