訂製一支感溫棒
除非有相關領域專長或知識,一般人應該對感溫棒的規格不甚了解。大部分時候來詢問我們的時候都只知道自己需要一支感溫棒或者溫度計,對應該提供甚麼資訊完全沒有頭緒,或因其他因素隱瞞使用狀況。在無現有或已經預設好規格的狀況下,如果能夠提供越詳細的使用需求,我們才能提供最適合的建議。
首先我們來釐清幾個問題:
需求的儀器
這邊需要確認需求的是感溫棒而已,還是同時需要表頭或顯示器,甚至需要溫控器或記錄器。這幾個東西的差別是感溫棒是感溫元件的載體本身,通常一支探針內置感溫元件,或者直接就是裸露的感溫元件,感溫元件只是發出溫度訊號的發訊源,需要一個表頭或顯示器去顯示,顯示器也只有顯示溫度的功能,如果需要紀錄或是做出溫度控制就需要其他設備。如果已經自備表頭,就需確認表頭能讀取的訊號是哪一種感溫元件的,少部分會做成萬用型,大多數表頭只能讀取特定訊號。
量測的介質
量測的介質就算不是酸鹼、海水等特殊環境,一般到底想量甚麼及怎麼使用希望能敘述清楚。譬如說如果是食品,代表這支溫度計可能需要清洗,請盡早提出來我們於規劃時會挑選針對防水性有加強並且少隙縫容易清洗的設計。同樣是水用的感溫棒,打算擲入水中與只有探針部分浸水也是完全不同的設計。前述特殊環境就更需要說明白了,用錯材質製作將會看見感溫棒於介質中像冰糖棍入水一樣慢慢鏽蝕溶化。
量測的溫度
溫度對感溫棒本身非常重要,常見顧客對感溫棒的使用溫度有些誤解,一開口就是需求k type 溫度1250°C,k type熱電偶固然使用溫度可達1250度,不過這是指感溫元件本身國際規範的最高使用溫度,而感溫棒整支的使用溫度會由所有構成材料決定。用於極限溫度的溫度元件,包括熱電偶及RTD,本身需要特製,與一般常溫使用的不太一樣。且在1250°C高溫不鏽鋼無法使用,必須使用陶瓷保護管,而陶瓷本身又有易碎及較不耐熱衝擊等缺點,同時單價也較高,使用上限制重重,假使實際使用溫度沒有要這麼高溫,可以說是自找麻煩。單就熱電偶本身來說,越細的熱電偶反應速度越快,但是相對更容易因高溫造成損壞,所以也不推薦拿細的素線於高溫使用,且熱電偶線徑不只影響使用也會影響單價。於低溫使用時,部分零件於低溫環境可能有脆化的問題,所以低溫使用也可能需要特殊材質。且溫度範圍越大考量上述因素,有確實的使用溫度可以取得更適合且划算的設計。使用溫度也請注意最高使用溫度及通常使用溫度的不同,"使用溫度長期處於300度,偶爾會因火焰等理由變成800度"與"使用溫度長期處在800度"是不同的設計,也建議於規劃階段詳細敘述節省彼此時間。
感溫元件選擇
如自有表頭自然是依表頭可以接收的訊號類型為主,除非評估後認為不適用,就得連表頭一起換掉。通常熱電偶的反應速度快,但是精度較低,而RTD相反。熱電偶可以做的很小,細如髮絲是辦得到的,相對電阻式溫度計不容易微型化。熱敏電阻是在小溫度範圍內有相當好的精度以及反應速度,成本也低,主要是連溫度元件本身都可能是客製規格,我們可以試圖找出同規格的熱敏電阻,但不保證一定可以,很容易碰到是無對外販售的規格或是已停產。熱電偶的type如無特別需求,大多使用k type,50度以下尤其冷凍的狀況可以使用T type精度較佳,貴金屬類型的是高溫使用。貴金屬熱電偶(R、S、B Type)的單價會每日隨白金牌價變化,如有需求請直接聯絡我們。
感溫元件的精度問題
每個產業所謂的"高溫"其實不太相同,筆者曾見60度就認為是高溫的產業,也有1、2千度才叫高溫的產業。視品項而定,在敝網站標示為高溫用的類型多半是使用溫度高於200或400°C。以0°C為基準點,正負差的越遠精度誤差越大。除了T type class 1等級在特定溫度範圍允許誤差可達0.5°C,基本上熱電偶的精度很難達到1°C以下。RTD的精度較佳,不過常用類型於300°C的允許誤差大約是0.75(class A)或1.8(class B)°C。這邊僅討論感溫元件本身的允許誤差,不包含表及接線造成的誤差,也就是說在通常狀態下追求0.5度以下的誤差其實有點困難,不建議在不必要的狀態下追求高精度,因此類型儀器的單價相當昂貴,多半是實驗室使用。另外,精度不等於儀表解析度,解析度是儀表顯示的小數位數,一般0~100度推薦小數點1位,更高溫推薦到整數就很好用。
測溫點的位置及固定方法
想測量表面溫度的話有專用型號可以選擇,可以直接提出要求,這邊不贅述。除非另有要求,一般探針的測溫點的位置於探針的尖端,也就是探針尖端在哪就是探測該點的溫度,除了手持探針或擲入液體的類型,通常做法是將探針以孔洞、螺牙或壓扣等等手段固定於特定位置,如需固定手段及探針的尺寸,建議是能有示意圖或照片以釐清各部件尺寸及位置的關係,或從網頁上現有產品修改設計。
備註:雙金屬、液脹式及玻璃溫度計的感溫元件部分都需求整個浸入介質當中才能準確量測。