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 示温贴纸   (温度贴纸 /   Thermal   label)

随时代进步,机电等设备日趋精密,对工作的环境温度要求也日趋严苛,因此为防止设备
发生异常,温度过高,造成毁损,致使工厂停工,甚至引发工安事故变成日趋重要.

本文介绍利用示温贴纸黏贴於各种设备发热体,当温度超过示温贴纸额定温度时,即变色之特性,提早发觉机电等设备温度异常部位,追查原因及早改善,避免设备受损,发生事故.进而也能让工安防护更加落实.

 示温贴纸(温度贴纸)结构介绍

简单而言,示温贴纸(Thermal Label) 可视为是一种简易型的黏贴式温度计, 就像一般贴纸一样,但它不需要电池或其它动能,只要温度到达示温贴纸额定温度时,就会变色,提醒使用者注意.

主要结构如图示   :   

注 ： 1.温度元件依不同温度有将近百种,常见为40℃ ~ 250℃或特殊用途则更高.
  2.示温贴纸又分为,可逆式(温度元件变色,在冷却后可回复原色.可持续重复使用) 与不
        可 逆式(温度元件变色,但在冷却后不可回复原色.不可重复使用) 两者结构相似, 但可
        逆式 无染色纸层.

其实市面上可检测发热体之温度仪器非常多样,但每种仪器在应用上都有其优缺点.使用者可依本身用途,方便性,准确性…等做选择.下表为各式测温仪器与示温贴纸做比较.

由比较表得之,示温贴纸在特定场合下,量测发热体,反而是最佳选择.

图一 各式示温贴纸 示温贴纸有许多种样式,外方内圆,外方内方形…等,尺寸有大到10cm x 10cm在10~20公尺远肉眼可辨识,也有 5mm x 5mm 专门用在微小电子零件上.可符合大多数使用者的需求.

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)

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.

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)

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.

日本BRIGHT 可逆 / 不可逆 示温贴纸 (温度贴纸)
Reversible / Irreversible thermal label

变压器	电缆压接头	闸刀开关
轴承	CPU	散热器

特性

本示温贴纸为记录设备之温度监控.变色区域利用特殊颜料(Indicating element)不同熔点之特性,共有3种应用方式(可逆式,不可逆式,可逆+不可逆式).

 A.可逆式示温贴纸  : 变色区域因温度变化而改变颜色,温度下降后恢复原色.

 B.不可逆式示温贴纸  : 变色区域因温度变化而改变颜色,温度下降后不恢复原色.

C.可逆+不可逆式示温贴纸 : 随温度变化部份改变颜色, 温度下降后部份不恢复原色.

应用范围

变压器/高压闸刀开关/电缆压接头/汇流排/电容器/继电器/制动器/轴承/马达/压缩机/冷凝器/电子仪器/CPU…等电力,电子设备,机械设备,可提早发觉问题,解决问题.减少设备故障损坏机率,减少工安事故,提升产品品质.

 

优点

  A. 示温贴纸价格低廉,与高价位之温度记录设备相比之下非常划算.
  B. 大面积显示元件,彩色显示判读容易.
  C. 面积小,可贴附在设备任何位置.
  D. 依不同用途,可用在户外,户内或户内外通用.
  E. 特殊密封技术,耐候性佳,不怕油污,可在恶劣环境下使用(屋外型约3年,屋内型约5年).
  F. 节省人力,不需派员24小时监控.

 

实绩

A.   台电营运处,区处大量应用於变压器,电缆压接头,电容器,开关类设备之温度监控.
B.   台北捷运,应用於捷运车辆轴承温度监控.
C.   花王、光磊、长春石化、奇美......等


规格、型式

                                                                                                                                          
                           尺寸单位 : mm                   

误差值 : 160℃ 以下± 2℃,   170℃ 以上±3℃


 显示过程

型  号	常温  (变色前)		超载 (变色后 )
CR-70			70℃ 以上
3R -70			80℃以上未达90℃
4R  -70			80℃以上未达90℃
5R -70			80℃以上未达90℃
HR  -70			70℃ 以上
F032			75℃ 以上
NR  -7	常温		75℃ 以上
			常温
Mini  -70			70℃ 以上

温度  VS  变色区域颜色 

示温贴纸 (温度贴纸)使用注意事项 :

1.  黏贴表面请清洁干净,若表面凹凸不平,有油污,灰尘,则量测温度会有误差,且容易脱落.

2.  所选购之温度值应高於或等於设备最大负载温度.

3.    如发现示温贴纸已变色,应立即查明超载原因,确实改善后,再重新贴新品(不可逆式).

产品型号一览表

8段式不可逆 温度贴纸        示意型号 : TL8-130

       

    

温度贴片 Thermal Film

可逆(Reverable),  
反应温度 : 36℃ ~  37℃~  38 ℃,  
显示段数 : 3段数字显示,   

Size : 8mmX30mm,

温度贴片之黑色区块当温度到达36℃ ~  37℃~  38 ℃时即会出现『36』或『37』或『38』之数字

当温度偏离36℃ ~  37℃~  38 ℃一段时间后, 显示温度区域之数字即会消失恢复成黑色区块

   
型号 :H-30-8D

产品编号：Ｒ－６Ｄ－ＧＡ（竖型）

(点击"start"按钮颜色变，模拟进行温度与化。)

可一眼确认当前温度的液晶标识。以绿色显示当前温度，因此可以立即读取温度。温度下降后，将恢复至原来的颜色。

温度贴纸产品型号一览表

Mini 系列        不可逆性, 单一温度型

这是仅对示温标识的不可逆性变色部位进行5mm角度极小化处理的单一温度标识。可粘贴在至今无法粘贴的极小地方。

组合型     可逆性+不可逆性

对可逆性的基板部分与不可逆性的中心部分（变色部位）进行相组合的类型。中心部分（变色部位）表示过去的温度历史，通过基板部分的变色状况，显示当前温度。

标识形状有正方形和长方形2种。

A 型 / 长方形 :

对可逆性的基板部分（１５×３０mm）与不可逆性的中心部分（变色部位：６×１２mm）进行了相组合。 
另外，还有对基板部分（可逆性）温度，进行2种颜色相组合的产品。

C 型 / 正方形 :

对可逆性的基板部分（３０×３０mm）与不可逆性的中心部分（变色部位：１１mmφ）进行了相组合。 
另外，还有对基板部分（可逆性）温度，进行2种颜色相组合的产品。

3R 系列      不可逆性, 3种颜色温度显示

4R 系列    不可逆性, 4种颜色温度显示

5R 系列      不可逆性, 5种颜色温度显示

美制 Paper  8段式不可逆 示温贴纸
  8-Temp Irreversible thermal label

随时代进步,机器,电脑,通讯,机电等设备日趋精密,对工作环境温度的要求也日趋严苛,因此如何监控环境温度,提早发觉温度异常,避免设备超载受损,进而也能让工安防护更加落实.　   特性 本示温贴纸为记录设备之温度监控.变色区域利用特殊颜料(Indicating element)不同熔点之特性, 变色区域因温度变化而改变颜色,温度下降后不恢复原色. 　 应用范围 变压器/高压闸刀开关/电缆压接头/汇流排/电容器/继电器/ 制动器/轴承/马达/压缩机/冷凝器/电子仪器/CPU…等电力,电子设备,机械设备可提早发觉问题,减少设备故障损坏机 率减少工安事故,提升产品品质.

示意型号 : TL8-130

  优点

1. 示温贴纸价格低廉,与高价位之温度记录设备相比之下非常划算.
2. 面积小,可贴附在设备任何位置.
3. 依不同用途,可用在户外,户内或户内外通用.
4. 节省人力,不需派员24小时监控.

规格、型式

                                                                                尺寸单位:mm    温度单位 ºF / :℃

温度范围

显示过程                                                                    以TL8-130 (8段式不可逆)示温贴纸为例, 当温度达 150ºF 时, 前面3个区段的温度显示区(130~150ºF)会由白色转变成黑色，其余剩下的五个区段不会改变颜色

使用注意事项

1. 黏贴表面请清洁干净,若表面凹凸不平,有油污,灰尘,则量测温度会有误差,且容易脱落.
2. 所选购之温度值应高於或等於设备最大负载温度.
3. 如发现示温贴纸已变色,应立即查明超载原因,确实改善后,再重新贴新品(不可逆式).

日本 DAITO   碍子清洗剂 SC (Insulator cleaner SC)

在污染严重之盐尘害地区,必须在碍子上涂抹矽油膏,其目的乃是延长碍子之使用期. 当矽油膏涂抹於碍子上时,其表面会产生一层薄膜,它具有防止污物附著,泄漏电流闪络之发生及拨水性佳之特性. 矽油膏在长期使用后,渐渐会有污物附著其上,导致拨水性差,易引起泄漏电流及闪络之发生,当上述状况遇上潮湿气候更易引起线路故障. 一般而言,当矽油膏表面产生龟裂,剥离及局部闪络之现象时,即应将矽油膏除去.

1.本产品使用之前须搅拌均匀.

2.本产品使用时,可预先倒入塑胶制品以利清洗.

3.用菜瓜布沾浸本产品.

4.直接用菜瓜布擦拭碍子表面.

5.再用菜瓜布直接擦干即可.

* 沾满污物之菜瓜布可在本产品内清洗并可继续使用.

* 若清洗效果不佳时,可适度添加新品.

 

碍扫剂之使用量：

每4Kgs约可擦拭28㎡之面积,相当於10"之悬垂碍子130个.

 

碍扫剂型号及应用范围：

 注意事项：

1.本产品虽非易燃性,但在打开容器时应必免抽菸及远离火源.

2.若眼,嘴,沾触本产品时,可用清水清洗.

3.若长时间清洗时须戴手套.

4.使用后请将容器密闭并置於阴冷之场所.