快速测温热电偶



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快速热电偶

日期:2013年12月25日 11:17
热电偶

  热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是:①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-271--+2800℃如金铁镍铬和钨-铼。③构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。原理1、热电偶测温基本原理是将两种不同材料的导体或半导体焊接起来,构成一个闭合回路。由于两种不同金属所携带的电子数不同,当两个导体的二个执着点之间存在温差时,就会发生高电位向低电位放电现象,因而在回路中形成电流,温度差越大,电流越大,这种现象称为热电效应,也叫塞贝克效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。2、热电偶的种类及结构形成(1)热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶 我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。(2)热电偶的结构形式 为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下: ① 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固; ② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路; ③ 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠; ④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。5安装尺寸应该尽量选用公制[中国标准]如螺纹:12X1.5,16X1.5,20X1.5,27X2,33X2mm.法兰直径95、105、115mm.3、热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵 金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热 电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷 端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到 仪表端子上。必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。一般显示、控制仪表都有温度自动补偿系统,不需要担心。仪表在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度一般不超过100℃,这里需要特别说明一下:网络上很多转载的技术资料都讲:补偿导线与热电偶连接端的温度一般不超过100℃,其实,这个说法是错误的!特殊工况下,可以选用热电偶延长线,即导线材质和热电偶电极材质一致的导线连接,比如:KX镍铬-镍硅补偿导线;EX镍铬-康铜补偿导线;JX铁-康铜补偿导线;TX铜-铜镍补偿导线都存不在这个问题,根据热电偶的中间导体定律,这种补偿导线温度不受限制。还有一些热电偶比如:B分度的铂铑30-铂铑6,这种热电偶没有补偿导线,在400度以下不计精度用普通双芯铜线即可。
  热电偶的分度号代表温度范围,且代表每种分度号的热电偶具体多少温度输出多少伏特的电压或者毫伏的电压。热电偶的分度号有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种。其中S、R、B属于贵金属热电偶,N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。S分度号的特点是抗氧化性能强,宜在氧化性、惰性气氛中连续使用,长期使用温度1400℃,短期1600℃。在所有热电偶中,S分度号的精确度等级最高,通常用作标准热电偶;R分度号与S分度号相比除热电动势大15%左右,其它性能几乎完全相同;B分度号在室温下热电动势极小,故在测量时一般不用补偿导线。它的长期使用温度为1600℃,短期1800℃。可在氧化性或中性气氛中使用,也可在真空条件下短期使用。N分度号的特点是1300℃下高温抗氧化能力强,热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好,耐核辐照及耐低温性能也好,可以部分代替S分度号热电偶;K分度号的特点是抗氧化性能强,宜在氧化性、惰性气氛中连续使用,长期使用温度1000℃,短期1200℃。在所有热电偶中使用最广泛;    E分度号的特点是在常用热电偶中,其热电动势最大,即灵敏度最高。宜在氧化性、惰性气氛中连续使用,使用温度0-800℃;J分度号的特点是既可用于氧化性气氛(使用温度上限750℃),也可用于还原性气氛(使用温度上限950℃),并且耐H2及CO气体腐蚀,多用于炼油及化工;T分度号的特点是在所有廉金属热电偶中精确度等级最高,通常用来测量300℃以下的温度。

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