傳感器的安裝會(huì)引入誤差、噪聲和動(dòng)態(tài)，導(dǎo)致測(cè)量和控制回路的性能不佳。在這里，我們專注于最佳實(shí)踐，以充分利用傳感器的固有功能。在另一篇文章中，我計(jì)劃提供有關(guān)傳感器信號(hào)和控制室通信的指導(dǎo)，以提供最佳的整體安裝。

　　一、熱套管長(zhǎng)度

　　為了最大限度地減少傳導(dǎo)誤差（沿傳感器護(hù)套或熱套管從尖端到法蘭或接頭的熱損失誤差），浸入長(zhǎng)度應(yīng)至少為裸組件的熱套管或傳感器護(hù)套直徑的10倍.因此，對(duì)于外徑為1英寸（2.54厘米）的熱套管，浸入長(zhǎng)度應(yīng)為10英寸（25.4厘米）。

　　對(duì)于具有¼英寸（6.35毫米）外徑傳感器護(hù)套的裸露組件，浸入長(zhǎng)度應(yīng)至少為2.5英寸（63.5毫米）。這只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則。計(jì)算機(jī)程序可以計(jì)算誤差并在各種浸入長(zhǎng)度和工藝條件下進(jìn)行疲勞分析。對(duì)于高速流動(dòng)和裸組件安裝，疲勞分析很重要，因?yàn)檎駝?dòng)失效的可能性隨著浸入長(zhǎng)度的增加而增加。

　　二、熱套管位置

　　由于不完美的混合和壁效應(yīng)，過程溫度會(huì)隨著過程流體在容器或管道中的位置而變化。對(duì)于在管道和擠出機(jī)中流動(dòng)的聚合物和熔體等高粘性流體，靠近壁面的流體溫度可能與中心線處流體的溫度有顯著差異（例如，10到30C；50到86F）。通常，特種聚合物管道的直徑小于4英寸（101.6毫米），這會(huì)導(dǎo)致忘記足夠的浸入長(zhǎng)度和中心線溫度測(cè)量的問題。獲得代表性中心線測(cè)量值的最佳方法是將熱套管插入面向流體的彎頭（下圖中的位置1）。

　　如果熱套管回流、旋轉(zhuǎn)并與彎頭分離，則可能會(huì)產(chǎn)生噪聲較大且代表性較差的測(cè)量結(jié)果（圖中的位置2）。傾斜插入（圖中位置3）可以增加垂直插入（圖中位置4）的浸入長(zhǎng)度，但顯示的插入長(zhǎng)度太短，除非尖端超出中心線。型鍛或階梯式熱套管可以通過減小尖端附近的直徑來減少浸入長(zhǎng)度要求。

　　應(yīng)優(yōu)化管道中的熱電偶套管與換熱器、靜態(tài)混合器或減溫器出口之間的距離，以減少運(yùn)輸延遲并盡量減少混合不良或兩相流引起的噪音。一般情況下，如果是單相，湍流和混合流的粘度差別不大，25倍的管徑就足以保證來自湍流的充分混合。

　　減溫器有兩個(gè)階段，從冷卻水到夾套中的蒸汽的分流過渡，由于閃蒸而使用石灰氨作為pH控制劑，以及當(dāng)它涉及漿液時(shí)。傳輸延遲會(huì)隨著距離的增加而增加，從而為環(huán)路增加更多的死區(qū)時(shí)間。因此，在獲得足夠的混合以實(shí)現(xiàn)具有代表性的低噪聲測(cè)量與產(chǎn)生過多的額外死區(qū)時(shí)間之間存在權(quán)衡。一般情況下，傳輸延遲應(yīng)小于PID復(fù)位時(shí)間設(shè)置的10%。

　　洞察：一般情況下，設(shè)備出口與溫度傳感器之間25管徑的距離足以提供單相流體相對(duì)均勻的溫度分布。不同相（例如液體中的氣泡或固體以及蒸汽中的液滴）和高粘度流體的存在將需要更長(zhǎng)的距離。

　　對(duì)于減溫器，出口到熱電偶套管的距離取決于減溫器的性能、過程條件和蒸汽速度。為了感受這種情況，從減溫器到第一個(gè)彎頭的管道長(zhǎng)度（稱為直管長(zhǎng)度（SPL））和從減溫器出口到傳感器的總管道長(zhǎng)度（稱為管道總長(zhǎng)度）。傳感器）有一些簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)法則。長(zhǎng)度(TSL)。

　　熱套管長(zhǎng)度、位置和結(jié)構(gòu)的選擇決定了溫度測(cè)量值是否代表過程、看到多少過程噪聲、引入多少延遲和錯(cuò)誤以及潛在故障率。本文提供了一般指導(dǎo)。有關(guān)更多詳細(xì)信息，包括用于預(yù)測(cè)八個(gè)測(cè)量誤差來源的方程式。

　　對(duì)于具有¼英寸（6.35毫米）外徑傳感器護(hù)套的裸露組件，浸入長(zhǎng)度應(yīng)至少為2.5英寸（63.5毫米）。這只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則。計(jì)算機(jī)程序可以計(jì)算誤差并在各種浸入長(zhǎng)度和工藝條件下進(jìn)行疲勞分析。對(duì)于高速流動(dòng)和裸組件安裝，疲勞分析很重要，因?yàn)檎駝?dòng)失效的可能性隨著浸入長(zhǎng)度的增加而增加。

　　實(shí)際的SPL和TSL值取決于相對(duì)于蒸汽流量所需的水量、水與蒸汽的溫差、水溫、管徑、蒸汽速度、型號(hào)、類型等，計(jì)算公式為軟件程序。SPL（英尺）=入口蒸汽速度（英尺/秒）x 0.1（第二停留時(shí)間）SPL（米）=入口蒸汽速度（米/秒）x 0.1（秒停留時(shí)間）TSL（英尺）=入口蒸汽速度(英尺)/s)x 0.2(第二停留時(shí)間)TSL(m)=入口蒸汽速度(m/s)x 0.2(第二停留時(shí)間)入口蒸汽速度典型值，過熱器上游范圍為25-350英尺/秒（7.6到107米/秒）。

　　低于每秒25英尺，沒有足夠的動(dòng)力來保持水懸浮在蒸汽流中。水往往會(huì)掉出來并沿著管道流到下水道。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，水不再冷卻蒸汽，系統(tǒng)認(rèn)為它需要添加更多的水，這使問題更加復(fù)雜。問題還可能包括管壁腐蝕和管壁的高熱應(yīng)力梯度（即頂部熱而底部冷，這會(huì)使焊縫破裂或使管道翹曲成蛋形橫截面）。當(dāng)前技術(shù)的進(jìn)入速度限制為每秒350英尺（每秒107米）。高于350 ft/s的速度將導(dǎo)致減溫器振動(dòng)并將設(shè)備損壞到破裂點(diǎn)。

　　三、熱套管結(jié)構(gòu)

　　熱電偶套管的桿是插入到工藝流程中的部件。莖可以是錐形的、直的或階梯狀的。熱套管的性能因閥桿設(shè)計(jì)而異。通常，錐形或階梯式閥桿提供更快的響應(yīng)，產(chǎn)生更少的壓降，并且不易受到傳導(dǎo)錯(cuò)誤和振動(dòng)故障的影響。如果熱套管壁的厚度和傳感元件的配合相同，則帶有直桿的熱套管的時(shí)間響應(yīng)最慢，因?yàn)樗鼈兗舛颂幍牟牧献疃啵ㄖ睆阶畲螅?/p>

　　帶有階梯式閥桿的熱套管具有最快的時(shí)間響應(yīng)，因?yàn)樗鼈兗舛颂幍牟牧献钌伲ㄖ睆阶钚。?。小直徑也?dǎo)致最小的阻力。帶有階梯桿的熱套管還提供尾流頻率（渦旋脫落）和自然頻率（由熱套管本身的屬性決定的振蕩率）之間的最大間隔。如果尾流頻率是熱套管自然頻率的80%或更多，則可能會(huì)發(fā)生共振并可能導(dǎo)致?lián)p壞。通常，由于更復(fù)雜的制造工藝，帶有錐形桿的熱套管略貴。

　　見解：型鍛、階梯式和錐形熱套管可提供更快的響應(yīng)、更低的壓降以及由于與尾流頻率共振而導(dǎo)致振動(dòng)損壞的可能性更小。

　　傳感器的尖端必須接觸熱套管的底部。盡管安裝實(shí)踐和方向不同，但彈簧加載傳感器設(shè)計(jì)有助于確保這一點(diǎn)。由于空氣充當(dāng)絕緣體，傳感器的配合應(yīng)盡可能緊密以減少環(huán)形間隙。對(duì)于草率擬合，傳感器滯后可能會(huì)增加一個(gè)數(shù)量級(jí)。對(duì)于液體系統(tǒng)，額外的滯后實(shí)際上成為測(cè)量中額外的等效死區(qū)時(shí)間。

　　洞察：溫度傳感器的尖端必須接觸熱套管的底部，并且必須緊密貼合，以防止由于空氣的低導(dǎo)熱性而引入大的傳感器滯后。

　　使用關(guān)于熱套管插入長(zhǎng)度、位置、結(jié)構(gòu)和配合的通用指南，確保傳感器看到實(shí)際過程溫度，振動(dòng)故障的概率低，并且噪音、延遲和滯后最小。