熱電偶的敷設(shè)方法及其測(cè)溫誤差的來(lái)源

    一、熱電偶的敷設(shè)方法

    用熱電偶測(cè)量表面溫度時(shí)，除便攜式外，大多為敷設(shè)式。敷設(shè)方法有表面敷設(shè)，和開(kāi)槽敷設(shè)。在金屬表面敷設(shè)時(shí)，熱電偶測(cè)量端常焊于金屬表面，然后沿著表面延伸(最好沿等溫線)一段距離后引出。對(duì)于開(kāi)槽敷設(shè)的熱電偶，是在被測(cè)金屬表面開(kāi)以細(xì)敷，焊上熱熱電偶接點(diǎn)，然后套于瓷管或塑料管中，延伸一段距離后引出；瓷管起絕緣及保護(hù)作用，當(dāng)用于測(cè)量較高表面溫度時(shí)，瓷管外再用氧化鋁粉加粉狀膠合劑，以水玻璃作粘膠材料將熱電偶膠于槽中。溫度在400℃以下時(shí)，用外涂耐高溫絕緣層或紗包層的熱電偶絲。目前已研制成外包耐8300℃高溫織物的熱電偶絲。當(dāng)測(cè)量非金屬材料表面溫度時(shí)，熱電偶測(cè)量端不能焊于表面，但有時(shí)可膠上集熱片，熱電偶測(cè)量端焊于集熱片上。

    二、敷設(shè)熱電偶引起的熱阻變化

    在敷設(shè)熱電偶時(shí)，由了開(kāi)槽挖去的是被測(cè)材料，換上的是熱電偶絲和非金屬絕緣層，其等效導(dǎo)熱系數(shù)與被測(cè)物體的導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)有差異，在不開(kāi)槽敷設(shè)的情況下，由于敷設(shè)熱電偶增加了敷設(shè)層，這兩種情況均會(huì)引起被測(cè)表面熱阻的變化。熱阻的變化將導(dǎo)致局部熱流及溫場(chǎng)的破壞，改變?cè)瓉?lái)的被測(cè)表面溫度，這些變化雖反應(yīng)在很小的局部?jī)?nèi)或熱電偶的測(cè)量端處，但使測(cè)量端感受的不再是原來(lái)未敷設(shè)熱電偶的表面溫度，從而引起測(cè)溫誤差。以前的測(cè)溫工作者對(duì)這方面的觀察是較少的。

    另外，埋設(shè)熱電偶部分的表面發(fā)射率與被測(cè)材料本身的表面發(fā)射率往往不同，也會(huì)引起誤差。

    因此，當(dāng)用熱電偶直接測(cè)量物體表面溫度時(shí)，必須注意所用熱電偶材質(zhì)和膠粘層等的等效導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)盡量與被測(cè)材料的導(dǎo)熱系數(shù)接近，暴露于表面部分的表面發(fā)射率也盡量與原被測(cè)表面的發(fā)射率接近，以減小熱阻變化引起的誤差。

    當(dāng)在表面敷設(shè)薄膜熱電偶或薄膜熱電阻以測(cè)量表面溫度時(shí)，也會(huì)引起被測(cè)物體局部熱阻的變化。