非侵入性和经典温度测量的差异

以下测量在Ladenburg的德国ABB公司研究中心进行。对测量设置刺激了一个现实的工业安装。这包括泵，罐和管道，在开始和结束时具有截止阀。使用的测量介质是水，在测量开始时，它在环境温度附近恒温。

用关闭的阀门将水箱中的水加热到预先确定的温度，然后打开水泵。此时，两个阀门都被打开，以实现管道内尽可能快的温度跳跃。管道由不锈钢(材质为1.4307)制成，直径为dn80。

结果，加热的水流过管道，流速每秒4升。

因此，介质速度为v ~75 cm/s，保证了管道内的紊流和测量介质到管道的良好传热。这一速度远高于v > 10 cm/s的速度，该速度是在非侵入式测量中获得良好测量精度的速度。

为了比较测量，快速响应SensyTemp TSP321采用热电偶套管进行经典温度测量，以及安装在管道表面上的TSP341-N。除了没有计算算法的简单ABB表面传感器之外，还使用竞争对手的表面传感器。

TSP321传感器具有以下关键特性:

• 快速响应Pt100传感器为薄膜电阻，精度AA级符合IEC 60751，四线制电路
• 焊接不锈钢温度计套管1.4571/316Ti拧入，直径12毫米，尖端锥形9毫米

测量结果

在温度跳跃之前和之后的非侵入性（TSP341-N）和经典（TSP321）温度测量之间的差异如此小，因此在这里将不会进一步详细讨论它们。仅讨论每个传感器的响应时间。

没有管道和测点绝缘的测量设置如图15页的图16所示。在测量点(在TSP341-N的延长管上)，测量记录无绝缘和绝缘达到最大允许高度100毫米的情况。

用于比较无创和经典温度测量的测量设置。

绝缘对非侵入式测量有积极的影响，尽管这是相当小的，因为非侵入式温度传感器计算算法考虑了测点上现有的绝缘。

下面的图表显示了~50度的温度跳跃^o从测量设置的环境温度。

温度从29度跃升^oc到77.^oC如图17所示。在本介绍中，在响应性和准确性方面可以在本介绍中检测非侵入性和经典温度测量之间的差异。

温度从29摄氏度跃升到77摄氏度。测量介质:水、非绝缘管道。

图18显示了与第16页图17相同的测量结果，但时间窗口明显缩短。这就使得使用TSP341-N进行无创温度测量的适用性毫无疑问，即使时间分辨率大大提高。

响应乘以T₉₀的TSP321和TSP341-N有效地相同，测量的响应时间t₉₀~0.5 min与前一章确定的传感器对突然温度跃变(单位阶跃)的反应时间一致。

在温度上升到时间T时，TSP341-N比TSP321领先几秒₉₀．

然而，TSP341-N是安装在TSP321前面的管道上的，因此可以更快地对测量介质的温度变化做出反应，这一事实不应该证明这一点。这里的时差小于0.5秒。

在金属管道上进行表面测量，可以比安装在温度计套管上的传感器更快地对温度跳变的开始做出反应，这突出了非侵入式测量原理的优势。

最后，测量点的绝缘对TSP341-N无创测温的影响很小。这是因为在对传感器进行适当的参数化后，非侵入式计算算法会考虑到绝缘的存在。

管道完全配有〜40毫米厚的隔热隔热，用于下面所示的测量值。安装的TSP341-N和TSP321都是完全包裹的，直至最大允许高度为100毫米，具有绝缘材料。

图19显示了带有绝缘的测量，在没有使用绝缘的情况下，可以检测到与图18相同的时间测量行为。在测量开始时，TSP341-N的反应略快于TSP321。响应乘以T₉₀对于两个传感器几乎相同，绝缘时往往稍微短。

温度从29摄氏度跃升到77摄氏度。测量介质:水、非绝缘管道。与图17相比，时间轴拉长了。

温度从22°C跳至80°C。测量介质：水，管道绝缘（〜40 mm），测量点绝缘最大高度为100毫米。

概括

具有集成到发射器的固件中的非侵入式感测计算算法的非侵入性测量TSP341-N具有显着性能。直接与经典温度传感器相比，这仍然是真的，在介质中测量。检测到恒定温度的测量过程中没有显着差异。

在反应时间方面，TSP341-N也与传感器有一个快速响应的热电偶。它还可以比经典设备的热电偶套管内置的传感器更快地响应，以便在温度快速变化的开始。

TSP341-N同样适用于有或没有测量点绝缘的应用。本例中使用的测量装置是对内部安装的现实刺激，绝缘的效果是积极的，但不大。

一般来说,非侵入式温度传感器适用于任何使用带有温度计套管的温度传感器的应用领域。这包括所有工业部门和重工业，例如石油和天然气、能源、造纸和纸浆、石化或化学行业。该传感器特别适用于化工行业，因为它考虑了NAMUR的建议，如NE107、NE89和NE24。全球批准的防爆技术也允许在有潜在爆炸危险的环境中使用。

TSP341-N特别适用于过程干预或过程或测量介质中的热电偶是关键的甚至不需要的所有应用场合。例如，由于可能的温度计套管破裂的风险，或者如果温度计套管使定期需要的清洁工作复杂化。

由于进入系统的现有基础架构（双线技术和HART协议），传感器非常适合随后的后续甚至暂时的“在--fly”测量点扩展。这是因为系统不需要关闭并打开组装。

使用TSP341-N实现非常高水平的测量精度:

• 具有湍流的过程（通常受高中速度的青睐）
• 具有高中速的过程
• 具有高导热系数的测量介质
• 测量低粘度介质

例子

水，水基液体和水质溶液以及饱和蒸汽或快速流动油。

然而，正如第10页例3所示，其他测量介质的温度通常可以以非常高的精度确定。

*温度传感器属于ABB的产品系列Sensytemp TSP。它列于相关类型检查中，用于爆炸保护作为SensyTemp TSP341-N。

此信息已采购，从ABB测量和分析提供的材料进行审核和调整。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问ABB测量与分析。