[发明专利]基于铂热电阻精确测量高炉冷却壁冷却水水温的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及精确测量介质温度的一种方法，尤其涉及一种基于铂热电阻精确测量高炉冷却壁冷却水水温的测量方法

背景技术

为高炉冷却壁热负荷计量与分析是高炉长寿高效运行的关键技术之一，而冷却壁热负荷计量最主要的测量参数是对流经冷却壁冷却水水温和流量的精确测量，对水温测量的精度要求是：在0-65℃范围内，精度优于±0.1℃。

在工业领域中，温度测量的方法较多，目前比较常见的测量技术主要是利用(铂)热电阻(或热电偶)，将温度信号转换为电阻(或毫伏)信号，通过测量电阻(或毫伏)信号，利用电阻(或毫伏)信号近似地与温度信号成线性关系再线性地转化为相应的温度值；因此使用铂热电阻测温问题变成了测量铂热电阻的电阻值问题。

工业铂热电阻在0-850℃范围内满足以下阻值－温度关系：由于加工制造的原因，铂热电阻的参数不可能与标准中的参数完全一致，也就是说，对任一制成的铂热电阻而言，物理参数具有发散性，或者说合格的铂热电阻有：R₀≈100℃，A≈3.9083×10^-3℃^-1，B≈-5.775×10^-7℃^-2。

正是由于制成品的参数具有发散性，以铂热电阻为例，符合国标的工业铂热电阻及铂感温元件(GB/T30121-2013/IEC60751:2008)的允差等级最高的“AA”级的允差值为：±(0.1+0.0017|t|)(式中t为实测值)。当t＝50℃时，允差值为±0.185℃。显然不能满足测量冷却水水温精度优于±0.1℃的要求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种能减小测量误差的基于铂热电阻精确测量高炉冷却壁冷却水水温的测量方法。

为达到上述目的，本发明一种基于铂热电阻精确测量高炉冷却壁冷却水水温的测量方法，包括如下步骤：

(1)检测工业铂热电阻三个不同温度下的阻值，利用检测到的温度和对应的电阻值对铂热电阻的阻值-温度理论公式中的系数进行修正、得到实际系数值，并依据实际系数值得到修正后的该铂热电阻阻值-温度关系式；

(2)将铂热电阻置于高炉冷却壁的表面或置于高炉冷去水中，停留预定时间后检测铂热电阻的阻值；

(3)获得步骤(2)中铂热电阻的阻值，依据步骤(1)中修正后的阻值-温度关系式中，计算得到高炉冷却壁冷却水水温。

具体的，所述步骤(1)中过程为：将检测得到的三组温度t₀、t₁、t₂温度下的阻值R_t1、R_t2、R_t3带入铂热阻值-温度理论公式中，整理得到实际系数值R₀′、A′和B′，依据实际系数值得到修正后的铂热电阻阻值-温度关系式；

所述铂热电阻阻值-温度理论公式为：R_t＝R₀(1+Agt+Bgt²)；

所述修正后的铂热电阻阻值-温度关系式：R_t＝R₀′(1+A′gt+B′gt²)，

其中，R₀′＝R_t＝0，

R_t：温度为t时的阻值；

R₀：温度为t＝0℃时的阻值；

A、B：系数；

R_t1：温度为t₁时的阻值；

R_t2：温度为t₂时的阻值；

R₀′、A′、B′：被标定的铂热电阻的实际系数值。

进一步地，依据修正后的铂热电阻阻值-温度关系式得到铂热电阻温度计算公式，具体为：

R₀：温度为t＝0℃时的阻值；

R_t：温度为t时的阻值；

A′、B′：被标定的铂热电阻的实际系数值。

进一步地，所述步骤(1)中检测铂热电阻温度及对应的阻值时，包括检测0℃温度下铂热电阻的阻值。

进一步地，所述步骤(1)中，检测铂热电阻温度及对应的阻值时，温度范围为0-65℃。