熱電阻和熱電偶在溫度驗證中的應用和區彆

熱電阻和熱電偶在溫度驗證中的應用和區彆 
      隨著中國2010新版GMP的頒布和實施，廣大製藥企業有了更多發展，同時也帶來了新的競爭壓力，特彆是對產品的質量管理有了更高的要求，對許多企業來說，提高產品質量管理，增強企業核心競爭力，順利通過新版GMP認證工作，迫在眉睫。新版GMP的實施，對藥廠製藥設備的溫度驗證工作要求越來越嚴格，各藥廠在溫度驗證係統性能上要求也越來越嚴。為滿足藥企溫度驗證的需求，市場上出現了不同的溫度驗證設備，有進口和國產，也有有線和無線溫度驗證係統之分，各廠家在製造方麵，有配套采用熱電阻或熱電偶來進行溫度驗證的不同選擇，那麼藥企在溫度驗證方麵是采用熱電阻還是熱電偶好呢？
      我們從以下的內容中，可以逐漸摸清這兩種產品的特性和優劣。

熱電偶介紹  
      熱電偶是一種常用的感溫元件，它把溫度信號轉換成熱電動勢信號，通過電氣儀表轉換成被測介質的溫度。基本原理是兩種不同成份的均質導體組成閉合回路，當兩端存在溫度梯度時，回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在Seebeck電動勢——熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應。兩種不同成份的均質導體為熱電，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處於某個恒定的溫度下。根據熱電動勢與溫度的函數關係，製成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時，隻要該材料兩個接點的溫度相同，熱電偶所產生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此，在熱電偶測溫時，接入測量儀表，測得熱電動勢後，即可知道被測介質的溫度。但是要注意，熱電偶測溫時，受傳感器兩端的影響，即使測溫端做的再好，其接入儀器一端的工業現場中，或者說是滅菌設備的周圍環境中的冷端補償都會受外界環境變化的影響，外界環境的冷熱，直接影響測溫結果，所以熱電偶除了在實驗室中，其實是難做到高精度的。這就是為什麼熱電偶要求現場校準，相對來說可以減少部分因環境溫度改變引起的偏差。

熱電阻介紹

      熱電阻測溫是基於金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。它的主要特點是測量精度高，性能穩定。熱電阻大都由純金屬材料製成，目前應用多的是鉑和銅，現在已開始采用鎳、錳和銠等材料製造熱電阻。鉑電阻，隨著溫度的升高，其電阻值也升高，且基本被認為是線性的，隻要測得鉑電阻的電阻值，就可以計算出鉑電阻所處環境的溫度值，不受外界環境的影響，所以鉑電阻是理想的溫度傳遞標準，它不僅廣泛應用於工業測溫和精密溫度測量領域，而且被製成標準的基準儀。

      熱電阻溫度計的主要優點有：靈敏度高，穩定性強，測量精度高，複現性好；有較大的測量範圍，尤其是在低溫方麵；易於使用在自動測量中，也便於遠距離測量。同樣，熱電阻也有缺陷，需要電源激勵，不能夠瞬時測量溫度的變化，在高溫（大於850℃）測量中準確性不好；易於氧化和不耐腐蝕。工業用熱電阻一般采用Pt100，Pt10，Cu50，Cu100，鉑熱電阻的測溫的範圍一般為零下200-800℃，銅熱電阻為零下40到140℃。熱電阻和熱電偶一樣的區分類型，但是他卻不需要補償導線，而且比熱電偶便宜。

熱電阻和熱電偶的區彆
      、信號的性質。熱電阻本身是電阻，溫度的變化，使電阻產生正的或者是負的阻值變化；而熱電偶是產生感應電壓的變化，他隨溫度的改變而改變。雖然都是接觸式測溫儀表，但它們的測溫範圍不同。熱電偶使用在溫度較高的環境，這類儀表一般用於500度以上的較高溫度，低溫區時輸出熱電勢很小，當電勢小時，對抗乾擾措施和二次表的要求很高，否則測量不準，還有，在較低的溫度區域，冷端溫度的變化和環境溫度的變化所引起的相對誤差就顯得很突出，不易得到全補償。這時在中低溫度時，一般使用熱電阻測，溫範圍為-200~500度。
      **、工作中的現場判斷。熱電偶有正負、補償導線也有正負之分，先保證連接，配置正確。在運行中，常見的有短路，斷路，接觸**和變質。檢查時，要使熱電偶與二次表分開，用工具短接二次表上的補償線，表指示室溫再短接熱電偶接線端子，表批示熱電偶所在的環境溫度(不是，補償線有故障)，再用萬用表mv檔大體估量熱電偶的熱電勢(如正常，請檢查工藝)。熱電阻短路和斷路用萬用表可判斷，在運行中，懷疑短路，隻要將電阻端拆下一個線頭看顯示儀表，如到大，熱電阻短路回零，導線短路，保證正常連接和配置時，表值顯示低或不穩，保護管可能性進水了顯示大，熱電阻斷路顯示小短路。
      第三、從材料上分，熱電阻是一種金屬材料，具有溫度敏感變化的金屬材料，熱電偶是雙金屬材料，既兩種不同的金屬，由於溫度的變化，在兩個不同金屬絲的兩端產生電勢差。
      第四、兩種傳感器檢測的溫度範圍不一樣，熱電阻一般檢測0-150度溫度範圍(當然可以檢測負溫度)，熱電偶可檢測0-1000度的溫度範圍(甚更高)所以，前者是低溫檢測，後者是高溫檢測。
      使用熱電阻成為未來趨勢
      我們知道驗證儀和巡檢儀早期大都配置的是熱電偶，主要基於熱電偶的優點：構造簡單，使用方便，機械強度高，耐壓性能好，熱響應時間快，測量範圍廣。其與熱電阻相比主要缺點就是穩定性和準確度要低很多，大部分工業環境下測量精度都會低於正負0.5度，與驗證指南要求的校準後達到正負0.5度那就存在明顯的差距。
      鉑電阻測溫的準確度和穩定性比熱電偶要高很多，這在溫度測量領域是眾所周知的，之所以有很多廠家冇選擇使用鉑電阻，是因為無法解決鉑電阻的抗振和防水問題。溫度巡檢儀已經有幾十年的使用曆史，在初的時候，生產工藝和材料不能使其解決鉑電阻的問題。熱電阻以往加工工藝大都是陶瓷鎧裝或者玻璃鎧裝，特彆不抗震，所以大都使用廉金屬T型熱電偶，並且延續今。
      隨著科技的發展和加工工藝的進步，解決鉑電阻的防水抗振問題已經不是什麼難題，如薄膜鉑電阻等等，熱電阻已被廣泛應用於工業測量和高精密測量，如大輸液水浴滅菌櫃、蒸汽滅菌櫃上的溫度探頭等。同時多家企業生產的溫度驗證係統也使用上了熱電阻探頭.

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