Глубина погружения датчику температуры, используемого на объекте, может влиять на точность измерений. В большинстве практических задач глубина погружения рассчитывается относительно осевой линии трубопровода. Этот метод подходит для большинства применений. Однако для трубопроводов большого диаметра, колонн, печей и других задач измерения температуры он не всегда оказывается целесообразным. Это может приводить к лишним затратам на материалы либо затруднять монтаж и фиксацию.

При течении среды по трубопроводу различные скорости потока могут приводить к двум основным режимам течения: ламинарным течением и турбулентным течением.

Скорость среды обычно максимальна в центре трубы и минимальна у ее стенок. При низкой скорости среда движется слоями практически без перемешивания между ними. Это называется ламинарным течением.

По мере постепенного увеличения скорости потока линии тока начинают совершать волнообразные колебания. Частота и амплитуда этих колебаний возрастают с увеличением скорости потока. Это называется переходным режимом.

Когда скорость потока становится достаточно высокой, линии тока уже невозможно четко различить. В потоке формируются многочисленные мелкие завихрения, и ламинарная структура разрушается. Соседние слои среды не только скользят относительно друг друга, но и перемешиваются. Среда движется хаотично, с составляющими скорости, перпендикулярными оси трубы. Такой режим называется турбулентным течением.

В условиях турбулентного потока датчику температуры необходимо лишь пройти через относительно тонкий ламинарный пограничный слой у стенки трубы, чтобы измерить температуру среды с относительно небольшими отклонениями.

При ламинарном режиме изменение температуры выше по потоку сначала фиксируется в центре трубы, а затем постепенно распространяется к стенкам. Изменение температуры, регистрируемое на расстоянии примерно в четверть диаметра трубы, запаздывает лишь незначительно по сравнению с центром.

По этой причине глубина погружения датчика температуры не всегда должна достигать центра трубопровода. Это особенно актуально для труб большого диаметра. В противном случае датчик температуры должен был бы быть излишне длинным, что увеличивает затраты и риск повреждения.

Для обеспечения точности измерений чувствительный элемент датчика температуры должен быть полностью погружен в измеряемую среду.

Типичные требуемые значения длины погружения следующие:

1. Измерение температуры газа:

Термопара: глубина погружения должна быть более 95 мм.

Термометры сопротивления (RTD) и биметаллические датчики температуры: глубина погружения должна быть более 115 мм.

2.Измерение температуры жидкости:

Термопары, термометры сопротивления (RTD) и биметаллические датчики температуры: глубина погружения должна быть более 46 мм.

3.Расчет глубины погружения:
Глубина погружения датчика температуры = монтажная длина присоединения + толщина стенки трубы + длина погружаемой части

4.Трубопроводы малого диаметра:
Если диаметр технологического трубопровода слишком мал (менее 80 мм), при монтаже датчика температуры следует предусмотреть расширитель (участок трубы большего диаметра).

6.Измерение температуры в колоннах:
Для типового колонного оборудования при горизонтальной установке датчика температуры глубина погружения около 300–400 мм обычно является достаточной.

Измерение температуры в топках котлов:
Датчики температуры обычно устанавливаются горизонтально. Без учета толщины огнеупорного слоя термопаре достаточно заходить примерно на 150 мм внутрь топки.

Правильный выбор глубины погружения датчика температуры позволяет обеспечить высокую точность измерений, избегая лишних затрат и возможного повреждения датчика.