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溫度驗(yàn)證采用熱電阻還是熱電偶好?

日期: 2015-06-26
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隨著中國(guó)2010新版GMP的頒布和實(shí)施,廣大制藥企業(yè)有了更多發(fā)展,同時(shí)也帶來(lái)了新的競(jìng)爭(zhēng)壓力,特別是對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量管理有了更高的要求,對(duì)許多企業(yè)來(lái)說(shuō),提高產(chǎn)品質(zhì)量管理,增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力,順利通過(guò)新版GMP認(rèn)證工作,迫在眉睫。

新版GMP的實(shí)施,對(duì)藥廠制藥設(shè)備的溫度驗(yàn)證工作要求越來(lái)越嚴(yán)格,各藥廠在溫度驗(yàn)證系統(tǒng)性能上要求也越來(lái)越嚴(yán)。為滿足藥企溫度驗(yàn)證的需求,市場(chǎng)上出現(xiàn)了不同的溫度驗(yàn)證設(shè)備,有進(jìn)口和國(guó)產(chǎn),也有有線和無(wú)線溫度驗(yàn)證系統(tǒng)之分,各廠家在制造方面,有配套采用熱電阻或熱電偶來(lái)進(jìn)行溫度驗(yàn)證的不同選擇,那么藥企在溫度驗(yàn)證方面是采用熱電阻還是熱電偶好呢?

我們從以下的內(nèi)容中,可以逐漸摸清這兩種產(chǎn)品的特性和優(yōu)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(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào),通過(guò)電氣儀表轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。基本原理是兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),回路中就會(huì)有電流通過(guò),此時(shí)兩端之間就存在Seebeck電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì),這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極,溫度較高的一端為工作端,溫度較低的一端為自由端,自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù)關(guān)系,制成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時(shí)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(shí),只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同,熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)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(cè)溫時(shí),接入測(cè)量?jī)x表,測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)后,即可知道被測(cè)介質(zhì)的溫度。但是要注意,熱電偶測(cè)溫時(shí),受傳感器兩端的影響,即使測(cè)溫端做的再好,其接入儀器一端的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中,或者說(shuō)是滅菌設(shè)備的周圍環(huán)境中的冷端補(bǔ)償都會(huì)受外界環(huán)境變化的影響,外界環(huán)境的冷熱,直接影響測(cè)溫結(jié)果,所以熱電偶除了在實(shí)驗(yàn)室中,其實(shí)是極難做到高精度的。這就是為什么熱電偶要求現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn),相對(duì)來(lái)說(shuō)可以減少部分因環(huán)境溫度改變引起的偏差。

熱電阻介紹

熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高,性能穩(wěn)定。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應(yīng)用最多的是鉑和銅,現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。鉑電阻,隨著溫度的升高,其電阻值也升高,且基本被認(rèn)為是線性的,只要測(cè)得鉑電阻的電阻值,就可以計(jì)算出鉑電阻所處環(huán)境的溫度值,不受外界環(huán)境的影響,所以鉑電阻是理想的溫度傳遞標(biāo)準(zhǔn),它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫和精密溫度測(cè)量領(lǐng)域,而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。

熱電阻溫度計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)有:靈敏度高,穩(wěn)定性強(qiáng),測(cè)量精度高,復(fù)現(xiàn)性好;有較大的測(cè)量范圍,尤其是在低溫方面;易于使用在自動(dòng)測(cè)量中,也便于遠(yuǎn)距離測(cè)量。同樣,熱電阻也有缺陷,需要電源激勵(lì),不能夠瞬時(shí)測(cè)量溫度的變化,在高溫(大于850℃)測(cè)量中準(zhǔn)確性不好;易于氧化和不耐腐蝕。工業(yè)用熱電阻一般采用Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,鉑熱電阻的測(cè)溫的范圍一般為零下200-800℃,銅熱電阻為零下40到140℃。熱電阻和熱電偶一樣的區(qū)分類型,但是他卻不需要補(bǔ)償導(dǎo)線,而且比熱電偶便宜。

熱電阻和熱電偶的區(qū)別

第一、信號(hào)的性質(zhì)。熱電阻本身是電阻,溫度的變化,使電阻產(chǎn)生正的或者是負(fù)的阻值變化;而熱電偶是產(chǎn)生感應(yīng)電壓的變化,他隨溫度的改變而改變。雖然都是接觸式測(cè)溫儀表,但它們的測(cè)溫范圍不同。熱電偶使用在溫度較高的環(huán)境,這類儀表一般用于500度以上的較高溫度,低溫區(qū)時(shí)輸出熱電勢(shì)很小,當(dāng)電勢(shì)小時(shí),對(duì)抗干擾措施和二次表的要求很高,否則測(cè)量不準(zhǔn),還有,在較低的溫度區(qū)域,冷端溫度的變化和環(huán)境溫度的變化所引起的相對(duì)誤差就顯得很突出,不易得到全補(bǔ)償。這時(shí)在中低溫度時(shí),一般使用熱電阻測(cè),溫范圍為-200~500度。

第二、工作中的現(xiàn)場(chǎng)判斷。熱電偶有正負(fù)極、補(bǔ)償導(dǎo)線也有正負(fù)之分,首先保證連接,配置正確。在運(yùn)行中,常見的有短路,斷路,接觸不良和變質(zhì)。檢查時(shí),要使熱電偶與二次表分開,用工具短接二次表上的補(bǔ)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(huán)境溫度(不是,補(bǔ)償線有故障),再用萬(wàn)用表mv檔大體估量熱電偶的熱電勢(shì)(如正常,請(qǐng)檢查工藝)。

熱電阻短路和斷路用萬(wàn)用表可判斷,在運(yùn)行中,懷疑短路,只要將電阻端拆下一個(gè)線頭看顯示儀表,如到最大,熱電阻短路回零,導(dǎo)線短路,保證正常連接和配置時(shí),表值顯示低或不穩(wěn),保護(hù)管可能性進(jìn)水了顯示最大,熱電阻斷路顯示最小短路。

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,由于溫度的變化,在兩個(gè)不同金屬絲的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。

第四、兩種傳感器檢測(cè)的溫度范圍不一樣,熱電阻一般檢測(cè)0-150度溫度范圍(當(dāng)然可以檢測(cè)負(fù)溫度),熱電偶可檢測(cè)0-1000度的溫度范圍(甚至更高)所以,前者是低溫檢測(cè),后者是高溫檢測(cè)。

使用熱電阻成為未來(lái)趨勢(shì)

我們知道驗(yàn)證儀和巡檢儀早期大都配置的是熱電偶,主要基于熱電偶的優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡(jiǎn)單,使用方便,機(jī)械強(qiáng)度高,耐壓性能好,熱響應(yīng)時(shí)間快,測(cè)量范圍廣。其與熱電阻相比主要缺點(diǎn)就是穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度要低很多,大部分工業(yè)環(huán)境下測(cè)量精度都會(huì)低于正負(fù)0.5度,與驗(yàn)證指南要求的校準(zhǔn)后達(dá)到正負(fù)0.5度那就存在明顯的差距。

鉑電阻測(cè)溫的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性比熱電偶要高很多,這在溫度測(cè)量領(lǐng)域是眾所周知的,之所以有很多廠家沒選擇使用鉑電阻,是因?yàn)闊o(wú)法解決鉑電阻的抗振和防水問題。溫度巡檢儀已經(jīng)有幾十年的使用歷史,在最初的時(shí)候,生產(chǎn)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,特別不抗震,所以大都使用廉金屬T型熱電偶,并且延續(xù)至今。

隨著科技的發(fā)展和加工工藝的進(jìn)步,解決鉑電阻的防水抗振問題已經(jīng)不是什么難題,如薄膜鉑電阻等等,熱電阻已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)量和高精密測(cè)量,如大輸液水浴滅菌柜、蒸汽滅菌柜上的溫度探頭等。同時(shí)多家企業(yè)生產(chǎn)的溫度驗(yàn)證系統(tǒng)也使用上了熱電阻探頭,如深圳研工的有線驗(yàn)證儀,法國(guó)TIM的無(wú)線溫度記錄儀。

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深圳市研工科技有限公司有線溫度驗(yàn)證系統(tǒng)熱電阻溫度傳感器

研工溫度驗(yàn)證儀主要搭配薄膜鉑電阻,采用TTP全特氟龍防護(hù)技術(shù)封裝工藝,真正做到高穩(wěn)定、高精度,防水抗震。

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溫度驗(yàn)證采用熱電阻還是熱電偶好?溫度驗(yàn)證采用熱電阻還是熱電偶好?

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