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示溫貼紙應用


示溫貼紙(溫度貼紙)應用

到底在何種特定場合下適合使用示溫貼紙筆者歸類出下列常見場合都適合使用.

1.      工作人員無法持續監看發熱體之溫度變化但需要監控多點發熱體之溫度,且又希望溫度到達預定值時能告警.

2.      發熱體在戶外或持續運動中或周圍環境髒污,有水氣.

3.      發熱體為高電壓,除非斷電否則無法靠近.

4.      發熱體非常小,密集排列在狹小空間內,又有障礙物阻擋.

5.      不耐高溫之物品,防止運送中途物品變質.

6.      受天候影響,傳統測溫設備無法量測或量測誤差值太大.



以台電所使用之不可逆式示溫貼紙為例 :

每條用電線路上安裝許多大小容量不等之變壓器,11.4 kV 22.8 kV配電線路電壓下降至 110 ~440V 給用電戶使用變壓器會隨用電戶用電量大小而發熱,藉由外殼散熱如果長時間用電量超過變壓器額定容量,將導致燒毀,用電戶停電.

 雖然台電會隨用電量情況適時更換不同容量之變壓器或修改線路設計,以防止變壓器超載,用戶停電.但用電量顛峰,離峰及異常情況等往往不可預測因此台電在配電線路上所有變壓器發熱體貼上75 不可逆示溫貼紙(圖二).以變壓器外殼發熱至75,內部線圈溫度更高,如短時間尚無大礙,但長時間可能導致故障.

當變壓器外殼溫度上升至 75℃左右,熱能傳達至示溫貼紙,溫度元件會逐漸融化成液態並將白色之染色紙印染成紅色(圖三). 當發熱體溫度下降冷卻,染色紙已無法回復成白色.

 台電巡修人員例行巡檢時,以肉眼目視示溫貼紙是否變色如變色則表示此變壓器曾經發熱至少75或更高應檢查原因並改善.(圖四)

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圖二 發熱部未達到示溫貼紙額定

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圖三 發熱部到達示溫貼紙額定溫度後. (溫度元件變成紅色)







 

Photo%204.JPG 圖四 維修保養中之桿上變壓器圖中有一台之示溫貼紙已變色.



以台電高壓變電所為例 :

變電所將超高壓輸電線路69,161 345kV電壓降壓至11.422.8 kV後輸送至配電線路.

變電所內有許多閘刀開關,電纜端子等會因負荷過大,氧化腐蝕等接觸問題,造成發熱.所內人員將示溫貼紙黏貼於發熱體監控溫度是否異常?(圖五)

Photo%205.JPG  圖五 閘刀開關,電纜端子均貼上示溫貼紙.



以台鐵所使用之不可逆式示溫貼紙為例 :

機車頭以馬達帶動齒輪箱經由軸承傳動鋼輪,使機車頭推拉無動力車箱前進或後退軸承與鋼輪所承受摩擦力大且會發熱隨經年纍月工作,軸承與鋼輪因磨損變形發熱量愈來愈大,導致影響行車安全.

 台鐵在機車頭之軸承發熱體貼上 75℃不可逆示溫貼紙,當軸承發熱至75,示溫貼紙變成紅色事後進廠維修保養,工作人員可以目視檢查.(圖六)

 台北大眾捷運電車亦有黏貼類似功能之示溫貼紙,不過他們使用自71℃到 110,八段溫度顯示.

bearing103_0394.jpg  圖六 台鐵機車頭軸承



以電子業所使用之不可逆式示溫貼紙為例 :

電子產品日新月異,體積愈來愈小,電子零件散熱問題關係到產品穩定性而電子零件微小化,產品研發人員做雛形測試時,要量測點又多,花在架設溫度感知器時間太長,使得溫度量測困難.經使用示溫貼紙,可大幅簡化,節省時間與人力.(圖七,)


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圖七 電腦 CPU 黏貼90 ℃示溫貼紙

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圖八 CPU散熱鰭片黏貼 70 ℃示溫貼紙




















其它常見應用 :

高壓鍋爐洩壓排氣管路,電子工廠高溫生產機台,割草機等小型引擎,變速箱,大馬力馬達,配電盤內之閘刀開關,銅匯流排,模注式變壓器,路運或船運貨櫃,醫葯品,軟片,高價食品等溫度監控.

別小看一張小小地又不起眼的示溫貼紙,除外觀檢查外,常見品管有將近十種試驗以確保產品品質.

1.      變色溫度測試溫度元件變色反映符合± 2 ℃以內.

2.      黏著力測試示溫貼紙與發熱體是否緊密接合,不易脫落.

3.      耐久性以低於額定溫度元件 5,熱風循環恆溫槽重複高低溫,測試溫度元件是否異常變色.

4.      耐候性以耐候(紫外線,雨水)試驗機測試,檢查外觀是否褪色.

5.      耐水性黏貼於不鏽鋼板置入水中持續一段時間.測試PVC防水透明膠膜是否進水.

6.      耐酸性置於蒸硫水與硫酸等混合液內持續一段時間.測試是否發生外表腐蝕

7.      耐油性黏貼於鋼板置入於機油內於持續一段時間檢查外觀是否變質,脫落

8.      金屬腐蝕性黏貼於不鏽鋼板,以鹽水霧噴灑持續一段時間檢查外觀是否變質,脫落

9.   溫度 ℃  / 顏色變化表


溫度   

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

110

115

120

125

130

變色前

變色後

暗藍

暗紅

暗藍

暗紅

暗藍

 

溫度 

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

l       顏色以實物為準.

 

變色前

黃灰

白黃

變色後



溫度元件顏色變化,日本國內標準如上表,也就是不同額定溫度會有不同顏色在一張示溫貼紙有多段溫度元件時,當發熱到達額定溫度時,會出現不同顏色,可讓使用者輕易辨識.

歐美廠商示溫貼紙則大都白色變黑色,辨識比較不容易,尤其自白變灰再變黑,會造成使用者辨識上的困擾.

就筆者所瞭解,示溫貼紙目前未有世界統一之標準筆者僅提供日本製造廠資料供參考.



示溫貼紙(溫度貼紙)使用注意事項 :

 1.     溫度選擇

      高於發熱體正常工作溫度 10 ~ 20% 為宜選擇額定溫度太低之示溫貼紙會過早變色.選擇額定溫度太高之示溫貼紙會過晚變色,可能設備燒毀仍未變色.
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如無法確定異常工作溫度數值,應以溫度計量測約略溫度數值,再加上10 ~ 20%的數值為佳.

 2.   黏貼位置

        發熱體表面愈越平滑,乾淨所量測溫度愈準確貼著前應先清潔表面,不能有油污,灰塵貼著於發熱體頂部或側部溫度最準確,且可避免雨水或污物附著如有必要,可在貼妥示溫貼紙後,再貼上一層透明膠帶,可減少雨水入侵.

 3.        使用壽命

視使用環境而異屋內約 3 ~5 屋外約 2 ~ 3.

 4.      檢視距離

檢視距離愈遠,應選用愈大面積之示溫貼紙以肉眼能辨視為最佳如距離過遠無法辨識,可用望遠鏡輔助辨識.

5.      定期檢測

固定時間檢查是否變色,如變色即代表發熱體溫度異常,應改善異常溫度之原因後,再貼新品如未變色,也應用乾布擦拭去除表面污物,避免辨識困難.



結論 :

雖然示溫貼紙並無法替代傳統各式溫度量測設備,但當在特定場合無法以各式傳統溫度設備量測時,示溫貼紙反而是最佳選擇.