Thread Content
現場で使用される熱電対、熱抵抗、およびバイメタル温度計の挿入深さは、測定結果の正確性に大きな影響を与えます。温度センサーの挿入深さは、設計と温度素子の両方から総合的に検討する必要がある。 1、設計において、熱電対、熱抵抗、およびバイメタル温度計の挿入深さはどのように計算するか？ 熱電対、熱抵抗、およびバイメタル温度計の一般的な取り付け方法には、ねじ式、フランジ式、可動フランジ式、そして固定装置なしの4種類があります。異なる取り付け方法における温度センサーの挿入深さの計算方法は次の通りです：http://yunrun.com.cn/upload/201908/02/201908022358537818.png 挿入深さについてはyunrun.com.cn/tech/2658.htmlをご覧ください。①ねじ式で固定する場合の温度センサーの挿入深さは、配管の半分の長さ＋温度センサーの取り付け用突起の寸法＋断熱層の厚さで計算されます。◆熱電対や熱抵抗は外部から密封されているため、断熱層の厚さを考慮することで、取り付けや取り外しが容易になり、かつ断熱層の構造が損なわれないようにします。温度センサーの取り付け用突起の長さは、一般的に60mmと120mmの2種類があります（要求に応じて加工して作成することも可能です）。断熱層の厚さは通常120mmです。 ◆二重金属温度計は内部が密閉されており、挿入深さの計算方法は同じですが、温度センサーの突起部分のサイズについては30mmを差し引く必要があります（これは突起部分の構造に関連しており、「温度センサーの突起部分」と検索すれば、温度センサーの取り付け用突起部分のサイズや構造について詳しくわかります）。②固定フランジで取り付けられる温度センサーの挿入深さは、配管の長さの半分＋フランジ接続部のサイズ＋断熱層の厚さで計算します。③固定装置がなく、可動フランジや可動ねじを使用する温度センサーの場合、挿入深さはユーザーが調整する必要があります。例えば、炉内の温度を測定するために使用される熱電対の場合、挿入深さは通常、実際に炉内に挿入される長さ＋炉体の厚さ（炉壁の厚さも含む）＋断熱層の厚さで計算されます。 2、熱電対、熱抵抗、およびバイメタル温度計の挿入深さを計算する際に、他にどのような問題を考慮する必要があるか？ ①測定媒体によって、温度センサーの挿入深さは異なります。測定精度を保つためには、温度センサーの感度部全体を測定対象の媒体内に挿入する必要があります。通常、温度センサーに必要な浸漬長さは以下の通りです：◆ガスを測定する場合、熱電対は95mm以上、熱抵抗式温度計やデュアルメタル温度計は115mm以上が必要です。 ◆液体を測定する際、熱電対、熱抵抗、ダブルメタル温度計はすべて46mm以上でなければならない。 ◆温度センサーの全挿入深さは、温度センサー取り付け突起＋管壁厚さ＋浸漬長さです。 ②機器によって設置場所が異なるため、温度センサーの挿入深さも異なります。 設計においては、温度センサーの挿入深さを計算する際に、多くの場合パイプの中心線を基準にします。この計算方法はほとんどの用途に適していますが、大口径のパイプやタワー装置、炉内などの温度測定においては必ずしも適用できないことがあります。一つには無駄が生じる可能性があり、もう一つには固定することができないからです。 例えば、一般的なタワー型装置の温度測定では、温度センサーを水平に設置する場合、挿入深さは300～400mmで十分です。ボイラーの炉内の温度測定では、温度センサーはほとんどが水平に設置され、炉体の耐火レンガの厚さを差し引けば、熱電対は炉内に150mm挿入すればよいのです。 ③パイプの内径が異なると、流速も異なるため、温度センサーの挿入深さも変わってくる。パイプ内を流れる流体は、流速によって層流と乱流の2つの状態に分かれ、流体の流速はパイプの中心部で最も大きく、管壁に近い部分では最も小さい。流速が小さい場合、流体は層に分かれて流れ、互いに混ざり合わない。これを層流と呼ぶ。流速を徐々に上げると、流体の流線に波状の揺動が現れ始め、その揺動の周波数と振幅は流速の増加に伴って大きくなる。このような流線を過渡流と呼ぶ；流速が非常に大きくなると、流線はもはやはっきりと識別できず、流れ場には多数の小さな渦が生じ、層流は破壊され、隣接する流層間には滑動だけでなく混合も起こる。このとき、流体は不規則な運動をし、流路軸線に垂直な方向の分速度が生じる。このような運動を乱流と呼ぶ。 乱流状態では、温度センサーが管壁のごく薄い層流層を通過するだけで、比較的均一な媒体の温度変化を測定できる。層流状態では、上流の温度変化はまず管の中心部で検知され、その後徐々に管壁部で検知される。管の1/4の位置で検知される温度変化は、中心部と比べてごくわずかな遅れしかない。このため、温度センサーの挿入深さは必ずしも管の中心から計算する必要はなく、特に大口径の管の場合はそうである。そうしないと温度センサーが長くなり、一つにはコストが増加し、もう一つには破損しやすくなるからだ。 温度センサーの挿入深さは、温度センサーに付属する固定用ねじまたはフランジの下から計算されます。もし配管に取り付け用ナット台がある場合、そのナット台の高さは40mmであり、配管の直径がどれだけ大きくてもこれは欠かせません。温度センサーの感温部の長さは約30mmで、この部分は必ず配管の中心線上になければなりません。したがって、配管の直径が500mmだと仮定すると、温度センサーの挿入深さは、配管半径250＋取り付けナットの座部40＋プローブ部30＝320mmとなります。 もし工学的にその配管が長期間満管状態にあり、かつ配管の直径が大きい場合は、この規定に縛られる必要はなく、保護管の直径の10倍以上の長さを配管内に挿入すればよい；もし配管に厚い断熱層がある場合、ナット台の設置高さはより高くなる可能性があります。 もしプロセス配管の口径が小さすぎる場合（直径が80mm未満）、温度センサーを取り付ける際には、温度計用の拡大管を作成する必要があります。これは、小口径の配管でも温度測定が可能になるように口径を変更するためのものです。 熱電対および熱抵抗の取り付けにあたっては、正確な温度測定が可能であり、安全性が確保され、メンテナンスが容易で、かつ装置の運転や生産作業に支障を来さないようにする必要があり、上記のすべての要件を満たさなければならない。 温度センサーの取り付け位置や挿入深さを選定する際には、以下の点に注意する必要があります。①熱電対および熱抵抗の測定端と測定対象の媒体との間で十分な熱交換が行われるよう、測定点の位置を適切に選定し、バルブ、エルボー、配管や機器の死角付近に温度センサーを設置することはできるだけ避けるべきです； ②保護カバー付きの熱電対および熱抵抗には熱伝達と放熱による損失があり、測定誤差を減らすためには、熱電対および熱抵抗は十分な挿入深さを持つ必要がある。◆配管内の流体の中心温度を測定する場合の熱抵抗では、一般的にその測定端を配管の中心部まで挿入する（垂直に、または傾けて設置する）。もし測定対象となる流体の配管の直径が200ミリメートルであれば、熱抵抗の挿入深さは100ミリメートルとするべきである； ◆高温高圧で高速に流れる流体の温度測定（例えば主蒸気温度）において、保護カバーが流体の流れに抵抗を与えたり、流体の影響で破損したりするのを防ぐために、保護管を浅く挿入する方法や、サーマルスリーブ型の熱抵抗体を使用する方法がある。浅く挿入するタイプの熱抵抗体の保護カバーは、主蒸気配管内に挿入される深さが75mm以上でなければならない；ホットスリーブ型熱抵抗の標準的な挿入深さは100mmです； ◆煙道内の煙ガスの温度を測定する必要がある場合、煙道の直径が4mであっても、熱抵抗を1m挿入すればよい； ◆測定用原稿の挿入深さが1mを超える場合は、できるだけ垂直に設置するか、支持枠や保護カバーを取り付けるべきである。 3、熱電対、熱抵抗、およびバイメタル温度計を手に入れたら、挿入深さはどのように測定するか？ ①固定ねじで取り付けられた熱電対や熱抵抗の挿入深さは、ねじの先端にあるシール面から先端までの長さです（ねじ自体の長さも含みます）； http://yunrun.com.cn/upload/201908/02/201908022229468499.png ②両金属性温度計の挿入深さは、ねじの先端にあるシール面から先端までの長さです（ねじ自体の長さは含みません）； http://yunrun.com.cn/upload/201908/02/201908022249481986.png ③固定フランジに取り付ける温度センサーの挿入深さは、フランジのシール面から先端までの長さです（フランジの厚みは含まれません）； http://yunrun.com.cn/upload/201908/02/201908022242242520.png ④アクティブスレッドまたはアクティブフランジ型の熱電対および熱抵抗について、ユーザーは全長範囲内で挿入深さを自分で調整できる。 4、熱電対、熱抵抗、およびバイメタル温度計の挿入深さと全長にはどのような関係があるか？ 温度センサーの全長＝温度センサーの挿入深さ＋後端の長さ ①通常の組立式熱電対および組立式熱抵抗の全長＝挿入深さ＋150mm（150mmは標準値であり、現場の設置状況に応じて延長または短縮することも可能）。 ②特殊構造の熱電対および熱抵抗の全長＝挿入深さ＋メーカー定義の構造寸法（この寸法には規格上の制約はなく、メーカーの製品技術資料に準じる）。③両金属温度計の全長＝挿入深さ＋後端長さ（標準的な制約はなく、メーカーの製品技術資料に準じる）。 熱電対、熱抵抗、およびダブルメタル温度計は、その品質自体が適切であっても、規格に則った取り付け作業が不可欠です。測定結果をできるだけ正確にし、誤差を最小限に抑えるためには、熱電対、熱抵抗、およびダブルメタル温度計の挿入深さをしっかりと管理する必要があります。