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示温贴纸(温度贴纸)应用场合

到底在何种特定场合下适合使用示温贴纸? 笔者归类出下列常见场合都适合使用.

1.   工作人员无法持续监看发热体之温度变化但需要监控多点发热体之温度,且又希望温度到达预定值时能告警.

2.    发热体在户外或持续运动中或周围环境脏污,有水气…等.

3.    发热体为高电压,除非断电否则无法靠近.

4.    发热体非常小,密集排列在狭小空间内,又有障碍物阻挡.

5.    不耐高温之物品,防止运送中途物品变质.

6.    受天候影响,传统测温设备无法量测或量测误差值太大.

以台电所使用之不可逆式示温贴纸为例 :

每条用电线路上安装许多大小容量不等之变压器,将11.4 kV或 22.8 kV配电线路电压下至 110 ~440V 给用电户使用. 变压器会随用电户用电量大小而发热,藉由外壳散热. 如果长时间用电量超过变压器额定容量,将导致烧毁,用电户停电.

 虽然台电会随用电量情况适时更换不同容量之变压器或修改线路设计,以防止变压器超载,用户停电.但用电量颠峰,离峰及异常情况…等往往不可预测. 因此台电在配电线路上所有变压器发热体贴上75℃ 不可逆示温贴纸(图二).以变压器外壳发热至75℃,内部线圈温度更高,如短时间尚无大碍,但长时间可能导致故障.

当变压器外壳温度上升至 75℃左右,热能传达至示温贴纸,温度元件会逐渐融化成液态并将白色之染色纸印染成红色(图三). 当发热体温度下降冷却,染色纸已无法回复成白色.

 台电巡修人员例行巡检时,以肉眼目视示温贴纸是否变色? 如变色则表示此变压器曾经发热至少75℃或更高. 应检查原因并改善.(图四)

图二 发热部未达到示温贴纸额定

图三 发热部到达示温贴纸额定温度后. (温度元件变成红色)

 

图四 维修保养中之杆上变压器. 图中有一台之示温贴纸已变色.

以台电高压变电所为例 :

变电所将超高压输电线路69,161或 345kV电压降压至11.4或22.8 kV后输送至配电线路.

变电所内有许多闸刀开关,电缆端子…等会因负荷过大,氧化腐蚀…等接触问题,造成发热.所内人员将示温贴纸黏贴於发热体监控温度是否异常?(图五)

  图五 闸刀开关,电缆端子均贴上示温贴纸.

以台铁所使用之不可逆式示温贴纸为例 :

机车头以马达带动齿轮箱经由轴承传动钢轮,使机车头推拉无动力车箱前进或后退. 轴承与钢轮所承受摩擦力大且会发热. 随经年累月工作,轴承与钢轮因磨损变形发热量愈来愈大,导致影响行车安全.

 台铁在机车头之轴承发热体贴上 75℃不可逆示温贴纸,当轴承发热至75℃,示温贴纸变成红色. 事后进厂维修保养,工作人员可以目视检查.(图六)

 台北大众捷运电车亦有黏贴类似功能之示温贴纸,不过他们使用自71℃到 110℃,八段温度显示.

  图六 台铁机车头轴承

以电子业所使用之不可逆式示温贴纸为例 :

电子产品日新月异,体积愈来愈小,电子零件散热问题关系到产品稳定性. 而电子零件微小化,产品研发人员做雏形测试时,要量测点又多,花在架设温度感知器时间太长,使得温度量测困难.经使用示温贴纸,可大幅简化,节省时间与人力.(图七,八)

图七 电脑 CPU 黏贴90 ℃示温贴纸

图八 CPU散热鳍片黏贴 70 ℃示温贴纸

其它常见应用 :

高压锅炉泄压排气管路,电子工厂高温生产机台,割草机等小型引擎,变速箱,大马力马达,配电盘内之闸刀开关,铜汇流排,模注式变压器,路运或船运货柜,医药品,软片,高价食品…等温度监控.

别小看一张小小地又不起眼的示温贴纸,除外观检查外,常见品管有将近十种试验以确保产品品质.

1.    变色温度: 测试温度元件变色反映符合± 2 ℃以内.

2.   黏著力: 测试示温贴纸与发热体是否紧密接合,不易脱落.

3.   耐久性: 以低於额定温度元件 5℃,热风循环恒温槽重复高低温,测试温度元件是否异常变
            色.

4.   耐候性: 以耐候(紫外线,雨水)试验机测试,检查外观是否褪色.

5.   耐水性: 黏贴於不锈钢板置入水中持续一段时间.测试PVC防水透明胶膜是否进水.

6.   耐酸性: 置於蒸硫水与硫酸等混合液内持续一段时间.测试是否发生外表腐蚀

7.   耐油性: 黏贴於钢板置入於机油内於持续一段时间检查外观是否变质,脱落

8.   金属腐蚀性: 黏贴於不锈钢板,以盐水雾喷洒持续一段时间检查外观是否变质,脱落
9.      温度 ℃  / 颜色变化表

温度℃	40	45	50	55	60	65	70	75	80	85	90	95	100	105	110	115	120	125	130
变色前	白
变色后	蓝	黑	红	暗蓝	绿	黑	橘	暗红	蓝	暗蓝	红	黑	暗红	绿	暗蓝	橘	蓝	黑

　

温度℃	140	150	160	170	180	190	200	210	220	230	240	250	l       颜色以实物为准.
变色前	白			黄灰	白黄
变色后	黑			黑	黑

温度元件颜色变化,日本国内标准如上表,也就是不同额定温度会有不同颜色. 在一张示温贴纸有多段温度元件时,当发热到达额定温度时,会出现不同颜色,可让使用者轻易辨识.

欧美厂商示温贴纸则大都白色变黑色,辨识比较不容易,尤其自白变灰再变黑,会造成使用者辨识上的困扰.

就笔者所了解,示温贴纸目前未有世界统一之标准. 笔者仅提供日本制造厂资料供参考.

示温贴纸(温度贴纸)使用注意事项 :

 1.  温度选择

         高於发热体正常工作温度 10 ~ 20% 为宜. 选择额定温度太低之示温贴纸会过早变色.
选择额定温度太高之示温贴纸会过晚变色,可能设备烧毁仍未变色.



如无法确定异常工作温度数值,应以温度计量测约略温度数值,再加上10 ~ 20%的数值为佳.

 2. 黏贴位置

         发热体表面愈越平滑,干净所量测温度愈准确. 贴著前应先清洁表面,不能有油污,灰尘
贴著於发热体顶部或侧部温度最准确,且可避免雨水或污物附著. 如有必要,可在贴妥示温贴纸后,再贴上一层透明胶带,可减少雨水入侵.

 3.    使用寿命

视使用环境而异. 屋内约 3 ~5 年, 屋外约 2 ~ 3年.

 4.      检视距离

检视距离愈远,应选用愈大面积之示温贴纸. 以肉眼能辨视为最佳. 如距离过远无法辨识,可用望远镜辅助辨识.

5.      定期检测

固定时间检查是否变色,如变色即代表发热体温度异常,应改善异常温度之原因后,再贴新品. 如未变色,也应用干布擦拭去除表面污物,避免辨识困难.

结论 :

虽然示温贴纸并无法替代传统各式温度量测设备,但当在特定场合无法以各式传统温度设备量测时,示温贴纸反而是最佳选择.