Faktor apa yang harus dipertimbangkan ketika memilih metode dan instrumen pengukuran suhu

Solusi sukses dari proses kontrol suhu pada objek tertentu seringkali ditentukan oleh pemilihan metode pengukuran dan alat pengukur yang tepat. Tugas memilih metode dan alat pengukur cukup sulit, karena solusi optimal harus dicari, dengan mempertimbangkan banyak faktor yang seringkali bertentangan.

Seringkali masalah ini tidak dapat diselesaikan dengan sukses, dan nilai suhu yang diinginkan harus ditemukan secara tidak langsung, menggunakan hasil pengukuran parameter fisik objek lainnya, yang secara alami terkait dengan suhu. Faktor utama yang menentukan pilihan metode pengukuran dijelaskan secara singkat di bawah ini.

Kisaran suhu terukur

Faktor ini sangat penting. Meskipun banyak metode yang dikenal untuk pengukuran dalam kisaran suhu tinggi, dengan pengukuran suhu yang diukur, jumlah metode tersebut menjadi semakin terbatas.

Lihat:Metode dan instrumen untuk mengukur suhu

Dinamika proses penelitian

Ketika mempelajari proses termal variabel dan terutama jangka pendek, inersia termal detektor termal seringkali merupakan batasan yang signifikan dari penerapan metode kontak untuk mengukur suhu. Kesulitan yang timbul dalam hubungan ini dalam banyak kasus dapat diatasi dengan memasukkan koreksi yang dihitung dengan metode yang sesuai atau dengan menggunakan alat koreksi khusus.

Namun, jika perubahan suhu objek yang diperiksa disertai dengan perubahan kondisi perpindahan panas, maka adanya inersia termal dari detektor termal tidak hanya akan menyebabkan penundaan pembacaan perangkat, tetapi juga juga untuk distorsi bentuk kurva perubahan suhu yang terekam.

Pada perangkat yang didasarkan pada penggunaan metode pengukuran suhu non-kontak, penerima dengan konstanta waktu yang sangat singkat dapat digunakan, sehingga memperluas rentang dinamis pengukuran secara signifikan. Dalam hal ini, karakteristik dinamis dari alat perekam yang digunakan menjadi faktor pembatas.

Akurasi pengukuran

Persyaratan keakuratan pengukuran suhu dengan metode yang dipilih sesuai dengan kesalahan pengukuran yang diizinkan dari parameter ini yang ditetapkan oleh proses teknologi ini.

Mempertimbangkan kekhasan pengukuran suhu, harus diingat bahwa kesalahan yang diizinkan dalam pengukuran instrumen dengan set yang dipilih (detektor termal dengan alat pengukur) tidak boleh sama dengan kesalahan yang diizinkan dalam pengukuran suhu, tetapi dalam beberapa kasus itu sangat kurang.

Batas akurasi yang diperlukan dari perangkat pengukur harus disediakan untuk ketidakstabilan yang diharapkan dari karakteristik detektor termal, yang sering ditemui saat mengukur suhu tinggi, serta untuk nilai yang diharapkan dari komponen acak dari metodologi dan acak komponen kesalahan dinamis untuk kondisi pengukuran tertentu.

Saat menentukan kelas akurasi yang diperlukan dari alat pengukur atau perekam yang digunakan, harus diperhatikan bahwa kelas akurasi mencirikan kesalahan dasar yang diizinkan dari alat tersebut, yang dinyatakan sebagai persentase dari seluruh rentang skala alat. kesalahan yang diizinkan akan sama di setiap titik pada skala.

Oleh karena itu, perangkat dapat memiliki nilai kesalahan mendasar pada titik mana pun pada skalanya. Oleh karena itu, nilai relatif dari kesalahan yang berkaitan dengan nilai terukur itu sendiri akan semakin besar semakin dekat nilai dari nilai terukur ke awal skala.

Mari kita jelaskan ini dengan sebuah contoh. Pada alat ukur kelas 0,5 dengan skala 500 — 1500 °C, nilai absolut kesalahan yang diperbolehkan adalah 5 derajat pada setiap titik skala. Nilai kesalahan dasar untuk perangkat ini dapat mencapai nilai yang dapat diterima.

Nilai relatifnya dalam hal ini dapat bervariasi dari 5/1500 (0,3%) di akhir skala hingga 5/500 (1%) di awal skala. Oleh karena itu, disarankan untuk memilih alat pengukur dengan rentang perubahan skala sedemikian rupa sehingga nilai yang diharapkan dari nilai terukur sesuai dengan sepertiga terakhir skala.

Jika perhitungan kesalahan relatif dilakukan sehubungan dengan suhu, maka direkomendasikan untuk dilakukan tidak dengan nilai absolut suhu, tetapi hanya pada interval suhu yang mencakup proses yang dipertimbangkan..

Faktanya, tergantung pada skala (derajat Kelvin atau Celcius) yang menyatakan nilai suhu tertentu, kesalahan relatif pengukuran akan memiliki nilai yang berbeda, yang tidak dapat dianggap dapat diterima.

Pengukuran sensitivitas instrumen

Saat memilih alat pengukur, perlu diperhatikan fakta bahwa sensitivitasnya sesuai dengan akurasi pengukuran yang diperlukan dan memberikan resolusi waktu yang diperlukan dari hasil studi proses variabel.

Pendapat yang salah bahwa alat pengukur yang paling sensitif dapat memberikan akurasi pengukuran tertinggi, yang seringkali bahkan tidak diperlukan untuk mempelajari proses ini. Penggunaan perangkat dengan sensitivitas yang terlalu tinggi dapat menimbulkan kesan palsu tentang dinamika proses yang dipelajari.

Perangkat semacam itu dapat berubah-ubah dalam kondisi operasi ini, dan pembacaannya akan dipengaruhi oleh sejumlah faktor samping (hembusan angin di dalam ruangan, getaran), yang menciptakan peningkatan variasi pembacaan yang bukan merupakan karakteristik dari fenomena ini.

Di sisi lain, penggunaan perangkat dengan sensitivitas yang sangat rendah tidak akan memungkinkan pengamatan fluktuasi kecil namun khas dari proses ini, akibatnya mungkin timbul kesan palsu tentang stabilitas suhu tinggi dari proses ini.

Interaksi kimia

Saat memutuskan kemungkinan menggunakan perangkat ini untuk mengukur suhu tinggi media cair atau gas, tingkat interaksi, di satu sisi, media dan bahan detektor termal yang dimasukkan ke dalamnya seringkali menentukan, dan di sisi lain sisi lain, interaksi masing-masing bagian dari detektor termal itu sendiri.

Kelompok fenomena ini juga mencakup efek katalitik yang terjadi pada permukaan logam golongan platina dalam campuran bahan bakar gas. Sebagai zat inert secara kimia sehubungan dengan campuran gas yang mudah terbakar, platinum dan paladium mempercepat reaksi komponen campuran dengan pelepasan panas yang intens pada permukaan katalis, memanaskannya.

Oleh karena itu, pembacaan detektor termal dengan bagian platinum atau paladium yang bersentuhan langsung dengan campuran yang mudah terbakar tidak mencirikan suhu kesetimbangan antara detektor termal dan lingkungan, tetapi suhu yang jauh lebih tinggi yang disebabkan oleh pemanasan katalitik.

Lihat juga:Keuntungan dan kerugian dari berbagai sensor suhu