ASTM E1137/E1137M-08(2020)
Стандартные спецификации для промышленных платиновых термометров сопротивления
- Стандартный №
- ASTM E1137/E1137M-08(2020)
- Дата публикации
- 2020
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- Последняя версия
- ASTM E1137/E1137M-08(2020)
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая база
ASTM E1137/E1137M-08(2020) — это стандарт технических условий на промышленные платиновые термометры сопротивления (PRT), разработанный Американским обществом по испытаниям и материалам. Впервые опубликованный в 1987 году и повторно утвержденный в 2020 году, эта последняя версия отражает последние разработки в технологии измерения температуры. Основанный на Международной температурной шкале (ITS-90), этот стандарт предоставляет унифицированные технические условия для промышленных измерений температуры.
Область применения и основные параметры
Настоящий стандарт распространяется на промышленные платиновые термометры сопротивления в металлической оболочке с диапазоном измерений от -200 °C до 650 °C. Требования к основным параметрам включают:
Тип параметра Точность класса A Точность класса B Условия испытаний Температурный коэффициент 0,385 %/°C (0–100°C) Диапазон опорных температур Номинальное сопротивление 0°C 100 Ом или другое указанное значение Стандартная опорная точка Допуск -200°C ±0,47°C ±1,1°C Нижний предел температуры Допуск 0°C ±0,13°C ±0,25°C Эталонная точка замерзания Допуск 650°C ±1,24°C ±3,0°C Верхний предел температуры
Технические требования к материалам и изготовлению
Стандарт устанавливает четкие требования к выбору материала для платиновых термометров сопротивления:
Характеристики материала оболочки
При температуре не выше 480 °C используются трубы из аустенитной нержавеющей стали (согласно ASTM A269), а также трубы из сплавов с высоким содержанием никеля (согласно ASTM B167). Такой выбор материала обеспечивает механическую прочность и коррозионную стойкость в условиях изменяющихся температур.
Требования к изоляционным материалам
Материалы внутренней изоляции должны быть совместимы с диапазоном температур от -200 до 650 °C. Рекомендуется использовать порошки оксида магния (MgO) и оксида алюминия (Al₂O₃), а также измельченные изоляторы, соответствующие ASTM E1652. Эти материалы обладают отличными изоляционными свойствами и термостойкостью.
Требования к испытаниям и проверке производительности
Стандарт определяет комплексные элементы испытаний производительности для обеспечения надежности платиновых термометров сопротивления в различных рабочих условиях:
Элементы испытаний Методы испытаний Критерии квалификации Уровень важности Сопротивление изоляции ASTM E644 Раздел 5 Соответствует требованиям Таблицы 3 Высокий Испытание выдерживаемым напряжением ASTM E644 Раздел 8 Сохранение точности при Давление 21 МПа Высокое Испытание на вибрацию ASTM E644 Раздел 10 5–500 Гц, 3 часа на ось Среднее Механический удар ASTM E644 Раздел 11 50 г, 11 мс полусинусоида Среднее Время теплового отклика ASTM E644 Раздел 9 Соответствует требованиям Таблицы 5 Высокое
Математический Модель зависимости сопротивления от температуры
Стандарт использует точную математическую модель для описания зависимости сопротивления от температуры:
Для диапазона -200 °C ≤ t < 0 °C:
Rt = R0[1 + At + Bt² + C(t-100)t³]Для диапазона 0 °C ≤ t ≤ 650 °C:
Rt = R0[1 + At + Bt²]Где коэффициенты определяются как:
A = 3,9083 × 10-3 °C-1
B = -5,775 × 10-7 °C-2
C = -4,183 × 10-12 °C-4
Рекомендации по внедрению и руководство по применению
Рекомендации по выбору
При выборе промышленного платинового термометра сопротивления необходимо определить следующие параметры в зависимости от реальных условий применения:
- Диапазон температур: укажите минимальную и максимальную температуру измерения
- Класс точности: класс A для высокоточных измерений, класс B для общепромышленных применений
- Конфигурация проводов: 2-проводная, 3-проводная, 4-проводная (потенциометр) или компенсированная петля (4-проводной)
- Способ крепления: пружинный или прямой монтаж
Меры предосторожности при установке и эксплуатации
Для обеспечения точности измерений обратите внимание на следующее:
- Минимальная длина погружения должна быть менее 51 мм, чтобы избежать ошибок теплопроводности
- Используйте ток возбуждения 1 мА или меньше, чтобы уменьшить самонагрев
- Учитывайте влияние реактивного сопротивления в системах измерения переменного тока
- Регулярно проводите испытания на стабильность, чтобы обеспечить долгосрочную согласованность измерений
Техническое обслуживание и калибровка
Разработайте регулярную программу калибровки. Рекомендации включают в себя:
- Проверяйте дрейф сопротивления при 0 °C каждые 6 месяцев
- Ежегодно проводите комплексную проверку производительности
- Ведите отдельные записи калибровки, особенно для высокоточных применений
Анализ развития стандартных технологий
С момента своей первой публикации в 1987 году стандарт ASTM E1137 претерпел множество пересмотров и повторных утверждений, что отражает постоянное развитие технологии измерения температуры:
Год издания Основные технические обновления Международная гармонизация стандартов Повышенная точность измерений 1987 Выпуск первой версии На основе IPTS-68 Основные требования к точности 2008 Принятие температурной шкалы ITS-90 Международная унификация стандартов Значительно улучшенная точность 2014 Обновление спецификации материалов Координация стандартов материалов Повышение надежности 2020 Усовершенствованные методы испытаний Полное соответствие международным стандартам Оптимизированная неопределенность измерений В повторной версии 2020 года было дополнительно усилено соответствие принципы Комитета по техническим барьерам в торговле Всемирной торговой организации, отражающие интернационализацию и модернизацию стандарта.
Примеры применения в промышленности
Нефтехимическая промышленность
На нефтехимических заводах платиновые термометры сопротивления класса А используются для точного контроля температуры реактора, обеспечивая стабильность процесса и повышая выход продукта. Типичный диапазон температур применения составляет от -50 °C до 550 °C.
Энергетическая промышленность
На электростанциях используются 4-проводные платиновые термометры сопротивления для контроля температуры на входе и выходе турбины. Эти термометры используют оболочки из высоконикелевого сплава, соответствующие спецификациям B167 и выдерживающие высокие температуры и давление.
Фармацевтическая промышленность
В фармацевтическом производстве для контроля температуры в процессах стерилизации используются гигиенические платиновые термометры сопротивления. Эти термометры должны соответствовать классу точности А и иметь индивидуальные сертификаты калибровки.
Тенденции будущего развития
С развитием Индустрии 4.0 и интеллектуального производства технология платиновых термометров сопротивления развивается в следующих направлениях:
- Цифровизация: интегрированные функции цифрового вывода сигнала и связи
- Интеллектуальность: встроенные функции самодиагностики и предиктивного обслуживания
- Миниатюризация: разработка датчиков меньшего размера для удовлетворения особых требований применения
- Высокая точность: постоянное совершенствование производственных процессов для повышения точности измерений
ASTM E1137, как базовая спецификация для промышленных измерений температуры, продолжит обеспечивать техническую поддержку и контроль качества для развития отрасли.
ASTM E1137/E1137M-08(2020) Ссылочный документ
- ASTM A269 Стандартные спецификации для бесшовных и сварных труб из аустенитной нержавеющей стали общего назначения*， 2025-10-22 Обновление
- ASTM B167 Стандартные спецификации для сплавов никель-хром-железо (UNS N06600, N06601, N06603, N06690, N06025 и N06045)* Бесшовные трубы и трубки
- ASTM E1652 Стандартные технические условия на порошки оксида магния и оксида алюминия и дробимые изоляторы, используемые при производстве термопар из недрагоценных металлов, платиновых термометров сопротивления в металлической оболочке и*， 2021-11-01 Обновление
- ASTM E344 Терминология, относящаяся к термометрии и гидрометрии*， 2023-12-01 Обновление
- ASTM E644 Стандартные методы испытаний промышленных термометров сопротивления
ASTM E1137/E1137M-08(2020) История
- 2020 ASTM E1137/E1137M-08(2020) Стандартные спецификации для промышленных платиновых термометров сопротивления
- 2008 ASTM E1137/E1137M-08(2014) Стандартные спецификации для промышленных платиновых термометров сопротивления
- 2008 ASTM E1137/E1137M-08 Стандартные спецификации для промышленных платиновых термометров сопротивления
- 2004 ASTM E1137/E1137M-04 Стандартные спецификации для промышленных платиновых термометров сопротивления
- 1997 ASTM E1137-97 Стандартные спецификации для промышленных платиновых термометров сопротивления
