화학공업생산의"신경중추"에서 온도는 반응효률, 설비안전과 제품품질에 관계되는 핵심매개변수이다.고온고압의 반응솥으로부터 저온정류탑에 이르기까지, 부식성매체도관으로부터 인화성과 폭발성이 강한 공예환경에 이르기까지 화학공업열저항은"온도측정초병"으로서 시종 복잡한 작업상황에서 온도신호를 정확하게 포착한다.그의"정확성"은 우연이 아니다. 내부구조의 교묘한 설계로부터 원리의 과학적버팀목, 그리고 실제응용에서의 정밀도관리통제에 이르기까지 매 환마다"온도암호"를 해독하는 관건이 숨어있다.
1. 열저항의"신체구조": 해밀온도측정의 기초골격
화학공업 열저항의"정확한 온도측정"은 우선 그 엄밀한 구조설계에서 비롯된다.일반 산업 열 저항과 달리 화학 공업 장면의 가혹성 (예: 강한 부식, 높은 압력, 격렬한 진동) 은 그의"신체 부품"이 극한 환경에 적합해야 하며, 그 핵심 구조는 세 가지"암호 모듈"로 분해될 수 있다:
1.감온 소자: 온도 신호의"지각 핵심"
온도 감지 소자는 온도 변화를 저항 신호로 변환하는 열 저항의'심장'이다.화학공업분야에서 흔히 사용하는 금속열저항은 순도가 아주 높은 금속사 (또는 박막) 로서"금속저항이 온도가 높아짐에 따라 증가"하는 물리적특성을 리용하여 작업한다.
백금 저항 (Pt100, Pt1000): 화학공업의 고정밀 온도 측정의"선택".백금사 순도는 보통 99.999% 에 달하며, -200~850 ℃ 범위 내의 저항과 온도는 안정적인 선형 관계 (IEC60751 표준 부합) 를 가지고 있으며, 고온, 산화 또는 환원 환경에서도 성능을 안정적으로 유지할 수 있으며, 특히 질산, 황산 등 부식성 매체의 온도 측정에 적합하다.
구리 저항 (Cu50, Cu100): 중저온 작업 상황의"성가비 선택".-50~150 ℃ 범위내에서 선형도가 우수하고 원가가 백금저항의 5분의 1에 불과하지만 구리는 쉽게 산화되고 부식에 견디지 못하며 대부분 비부식성매체 (예를 들면 랭수관, 윤활유로) 에 사용된다.
니켈 저항 (Ni100, Ni500): 민감도가 높음 (저항 온도 계수는 백금의 2 배) 이지만 선형 범위가 좁음 (-60~180 ℃) 이며 장기적인 안정성이 떨어져 화학 공업에서 임시 온도 측정 장면에만 사용됩니다.
감온소자의 포장형식도 화학공업장면에 적합해야 한다. 례를 들면 분진이 많은 작업상황에서"도자기절연골격 + 유리소결밀봉"을 채용하여 분진이 저항값에 영향을 주지 않도록 해야 한다.진동이 심한 반응솥에서는 일반 와이어를 스프링 와이어로 대체하여 진동으로 인한 금속 와이어가 끊어지는 것을 줄인다.
2.보호 튜브: 극한 환경의"방호 갑옷"
화학공업현장의 매체는 흔히"공격성"인 강산, 강알칼리, 고온고압, 심지어 과립상매체의 씻김을 띠고있는데 만약 감온부품이 직접 매체에 접촉하면 가벼우면 성능이 표류하고 무거우면 순식간에 파손된다.튜브를 보호하는 것이 바로 그것을 위해 총을 막는 관건이다.
튜브의 재료 선택은 작업 상태의 특성에 맞게 조정됩니다.
부식성 매체 (예: 염산, 염소가스): 하스합금 C276 (내습염소, 차염소산염) 또는 티타늄합금 TA2 (내해수, 희황산) 를 선택한다.
고온 고압 작업 상황 (예를 들어 합성 암모니아 반응 솥, 온도 300 ℃ + 압력 10MPa): 310S 스테인리스강 (고온 산화 내성) 또는 탄화규소 세라믹 (1600 ℃ 고온 내성, 경도 고내성 브러시);
끈적끈적/때가 잘 끼는 매체(예를 들어 수지반응부): 얇은 벽에 틈이 없는 튜브(열정체 감소) + 광택 내벽(매체가 부착되지 않음)을 선택하고 필요할 때"점착 방지 코팅"(예를 들어 폴리테트라 플루오로에틸렌, 내온 제한 ≤ 200 ℃ 주의).
재질뿐만 아니라 튜브의 구조 설계도"문도"가 있다: 예를 들어 고압 파이프에 나사 연결 대신"프랑스 연결"을 채택한다 (고압에서 누출을 방지한다).연탄가루 파이프와 같은 막히기 쉬운 작업 상황에서는"사접 절개 튜브"(매체의 퇴적을 감소) 를 사용하거나"드라이클리닝"(정기적으로 질소를 넣어 청소) 을 남겨 두십시오.
3. 지시선 시스템: 신호 전송의 "소음 없는 채널"
감온 부품의 저항 신호는 지시선을 통해 2차 계량기로 전달되어야 하는데, 만약 지시선 저항이 환경 온도 변화 (예: 화학 공장 온도 파동) 에 따라 직접"오염"측정 신호를 갖게 되는데, 이는 화학 공업 열 저항 정밀도 편차의 흔한 원인이기도 하다.따라서 지시선 시스템의 설계 핵심은'지시선 저항 간섭 제거'다.
화학공업에서 흔히 사용하는 지시선방식은 다음과 같은 세가지가 있다.
3선제: 감온소자 량끝에 각각 하나의 지시선을 연결하고 세번째 지시선은 그중 한끝의 지시선 중점에 련결되여 전기교의 균형을 통해 지시선의 저항이 온도에 따라 변화하는것을 상쇄하며 정밀도가 중등한 장면 (예를 들면 일반도관의 온도측정, 오차 ≤0.5 ℃) 에 적합하다.
4선제: 감온소자 량끝은 각각 2개의 지시선 (두개는 전류를 통하는데 사용되고 두개는 전압을 측정하는데 사용된다.) 을 련결하여 지시선 저항의 영향을 완전히 피하는것은 고정밀도온도측정의"표준"(례를 들면 반응솥내의 정확한 온도조절에 사용되며 오차는 ≤0.1 ℃ 에 달할수 있다.) 이다.
일체형 지시선: 지시선과 튜브를 통합하여 (예:"갑옷 열저항"), 금속 갑옷층 (예: 스테인리스강) 으로 지시선을 보호하는 동시에 진동, 충격에 대한 저항력을 강화하여 공간이 좁은 화학공업설비 (예: 환열기 튜브) 를 설치하기에 적합하다.