熱電偶測量溫度的結構和類型

熱電偶的工作原理和類型概述: zui在工業(yè)測溫中廣泛應用的溫度傳感器之一，熱電偶與鉑電阻一起約占溫度傳感器總體的60%，熱電偶通常與顯示儀表等組合使用，在各種生產(chǎn)過程中直接測量-40~1800℃范圍內(nèi)的液態(tài)蒸汽和氣體介質(zhì)及固體的表面溫度。 熱電偶、熱阻的工業(yè)應用包括:熱電偶、護套熱電偶、組裝熱電偶、耐磨熱電偶、高溫熱電偶、貴金屬熱電偶、鉑銠熱電偶、防腐蝕熱電偶、襯四氟化熱電偶、剛玉熱電偶、插座熱電偶、壓縮彈簧熱電偶、高壓熱電偶、多點熱電偶、防爆多點熱電偶、防水熱電偶、手柄熱電偶， 補償引線熱電偶、耐磨斷路熱電偶化學工業(yè)用熱電偶、直角彎管熱電偶、高烙鐵熱電偶、碳化硅熱電偶、端面熱電偶、螺紋式熱電偶、凸緣式熱電偶、特殊熱電偶、頂棚熱電偶、爐壁熱電偶、軸承熱電偶、石油化學熱電偶、爐管刃熱電偶、開裂爐用熱電偶、微熱電偶、焦爐用熱電偶、高爐熱風爐熱電偶， 電機鐵心熱電偶、鎳鉻合金熱電偶熱套熱電偶、熱套熱電阻體、鉑熱電阻體、Pt100熱電阻體、銅熱電阻體、中溫中壓熱電偶、低溫低壓熱電阻體、中溫中壓熱電阻體、錐管熱電偶、錐管熱電阻體、高溫高壓熱電偶、高溫高壓熱電阻體、k型熱電偶、s型熱電偶、熱電阻體， 套管熱阻體、組裝熱阻體、耐磨損熱阻體、防腐蝕熱阻體、襯里四氟化熱阻體、插座型熱阻體沖壓彈簧式熱阻、高壓熱阻、防爆熱阻、防水式熱阻、手柄式熱阻、補償導線式熱阻、耐磨損隔熱阻、化學工業(yè)用熱阻、直角彎管熱阻、高烙鐵熱阻、端面熱阻、螺紋式熱阻 熱電偶的工作原理:將兩種不同材料的導體或半導體(稱為熱電偶芯線或熱電極)的兩端焊接構成一個閉合電路，兩導體之間存在溫度差時產(chǎn)生電動勢，在電路中產(chǎn)生大電流的現(xiàn)象稱為熱電效應，該電動勢稱為熱電勢。 熱電偶是利用該原理進行溫度測量的，其中直接用于測量介質(zhì)溫度的一端稱為工作端(也稱為測量端，另一端稱為冷端(也稱為補償端) )的冷端與顯示器或輔助器連接，顯示器表示熱電偶產(chǎn)生的熱電勢。 熱電偶實際上是將熱能轉(zhuǎn)換為電能，利用產(chǎn)生的熱電勢測量溫度的能量轉(zhuǎn)換器，(1)熱電偶的熱電勢是熱電偶的兩端溫度函數(shù)的差，不是熱電偶的兩端溫度差的函數(shù)，(2)熱電偶產(chǎn)生的熱電勢的大小， 在熱電偶的材料均勻的情況下，與熱電偶的長度和直徑無關，僅與熱電偶材料的成分和兩端的溫度差有關的(3)在確定了熱電偶的兩個熱電偶芯線的材料成分之后，關于熱電偶的熱電勢的大小，只要僅與熱電偶的溫度差有關的熱電偶的冷端的溫度保持恒定，則該熱電偶的熱電勢 熱電偶的基本結構:工業(yè)測溫用熱電偶，其基本結構為熱電偶導線束、絕緣管、保護管、端子箱等。 另一方面，常用熱電偶材料及其性能1、鉑銠10-鉑熱電偶(也稱為索引號s、鉑銠熱電偶)該熱電偶的正極成分為含有銠10%的鉑銠合金、負極為純鉑； 其特征為: (1)熱電性能穩(wěn)定，耐氧化性強，優(yōu)選在氧化性氣氛中連續(xù)使用，長期使用溫度達到1300℃，超過1400℃時，在空氣中，即使是純白金線也會再結晶，晶粒變粗大而被破壞，(2)精度高，其在所有的熱電偶中精度等級zui高， 通常作為標準使用或測定高溫度的(3)使用范圍廣、均勻性和互換性好的(4)主要缺點是微分熱電勢小、靈敏度低、價格高、機械強度低，因此不適合在有還原性氣氛和金屬蒸汽的條件下使用。 2 .鉑銠13-鉑熱電偶(也稱為索引號r、單鉑銠熱電偶)該熱電偶的正極含有13%的鉑銠合金，負極為純鉑，與s型相比電位率大15%左右，其他性能大致相同，這種熱電偶在日本產(chǎn)業(yè)界作為高溫熱電偶zui多， 在中國很少3 .鉑銠30-鉑銠6熱電偶(也稱為索引號b、鉑銠熱電偶)該熱電偶的正極是含有銠30%的鉑銠合金，負極是含有銠6%的鉑銠合金，在室溫下熱電勢小，因此測定時不補償引線， 能夠忽略冷端溫度變化的影響的長期使用溫度為1600℃，短期為1800℃，熱電勢小，因此需要并用靈敏度高的顯示器。 b型熱電偶適合在氧化性或中性氣氛中使用，即使在可以在真空氣氛中短期使用還原氣氛下，其壽命為r或s型的10~20倍，其電極由鉑銠合金構成，因此存在鉑銠-鉑熱電偶的負極上的所有缺點，高溫時大的結晶化傾向少， 且具有較大的機械強度，同時由于對雜質(zhì)的吸收和銠的遷移的影響較小，長期使用后，熱電勢的變化不嚴重，缺陷價格高(相對于鉑銠)。 4、鎳鉻合金(鎳鋁)熱電偶(指數(shù)編號k )該熱電偶的正極為含鉻10%的鎳鉻合金，負極為含硅3%的鎳鉻合金(在一些國家為負極為純鎳)。 可測定0~1300℃的介質(zhì)溫度，適用于氧化性及惰性氣體中的連續(xù)使用，短期使用溫度為1200℃，長期使用溫度為1000℃，熱電勢與溫度的關系基本為線性，廉價，是目前使用量zui較大的熱電偶。 k型熱電偶是耐氧化性強的賤金屬熱電偶，在真空、含硫、含碳氣氛和氧化還原交替的氣氛下裸線使用不理想的氧分壓低時，鎳鉻電極中的鉻優(yōu)先氧化，熱電勢變化很大，但金屬氣體的影響小，因此多采用金屬制保護管。 k型熱電偶的缺點: (1)熱電勢的高溫穩(wěn)定性比n型熱電偶或貴金屬熱電偶差，在高溫度(例如超過1000℃)下多因氧化而破損(在250~500℃的范圍內(nèi)短期的熱循環(huán)的穩(wěn)定性差，即在同一溫度點，在升溫降溫過程中， 該熱電勢的顯示值不同，其差能夠達到2~3℃)該負極在150~200℃的范圍內(nèi)發(fā)生磁性變化，在室溫230℃的范圍內(nèi)，從分度表的分度值偏離的情況較多，特別是在磁場中使用的情況下， 經(jīng)常發(fā)生與時間無關的熱電勢干擾(4)長期處于高吞吐量的系統(tǒng)照射環(huán)境下，負極中的錳( Mn )、鈷( Co )等元素發(fā)生脫變，穩(wěn)定性差，因此熱電勢發(fā)生較大變化。 5、鎳硅熱電偶(指數(shù)編號n )該熱電偶的主要特征在于，在1300℃以下溫度調(diào)節(jié)的抗氧化能力強，長期穩(wěn)定性及短期熱循環(huán)再現(xiàn)性好，耐放射能及耐低溫性能好，另外，在400~1300℃的范圍內(nèi)，n型熱電偶的熱電特性的線性優(yōu)于k型偶數(shù) 6、銅-銅鎳熱電偶(分度代號T)T型熱電偶，其熱電偶正極為純銅，負極為銅鎳合金(也稱為康銅)，其主要特征是，賤金屬熱電偶，其精度高，熱電極的均勻性好，其使用溫度為-200~350℃，銅熱電偶容易氧化， 由于氧化膜容易剝離，因此在氧化性氣氛中使用時，一般不得超過300℃，在-200~300℃的范圍內(nèi)靈敏度高，銅-康銅熱電偶具有價格便宜，在常用的定型品中zui便宜的特征。 7、鐵-康銅熱電偶(分度編號J)J型熱電偶，該熱電偶的正極為純鐵，負極為康銅(銅鎳合金)，價格低廉，適用于真空氧化還原或惰性氣氛，溫度范圍為-200~800℃，常用溫度為500℃以下。 超過該溫度時，鐵熱電極的氧化速度變快，如果采用粗線徑的線材，則還能夠在高溫下使用，長壽命的該熱電偶能夠耐受氫( H2)和一氧化碳( CO )氣體的腐蝕，但在高溫(例如500℃)的含有硫( s )的氣氛中不能使用。 8、鎳鉻合金(康銅)熱電偶(分度號E)E型熱電偶是新產(chǎn)品，其正極為鎳鉻合金，負極為銅鎳合金(康銅)，zui的特征在于常用熱電偶中熱電勢zui大，即靈敏度zui高，其應用范圍不及k型偶數(shù)，但靈敏度高， 在導熱系數(shù)低、容許大電阻的條件下經(jīng)常選擇的使用中的限制條件與k型相同，但對包括高濕度環(huán)境在內(nèi)的腐蝕不太敏感。 除以上8種常用熱電偶外，非標準化熱電偶還有鎢錸熱電偶、鉑銠系熱電偶、銥鍺系熱電偶、鉑鉬系熱電偶和非金屬材料熱電偶等。 下表列出常用熱電偶的材料規(guī)格與線徑使用溫度的關系:熱電偶指數(shù)編號熱電極材料線徑與作用溫度的關系(℃)正極負極線徑( mm )長期短期鉑銠10純鉑&Phi； 0.513001600R鉑銠13純鉑&Phi； 0.513001600B鉑銠30鉑銠6&Phi； 0.516001800K鎳鉻合金&Phi； 1.28001000&Phi； 2.511001200&Phi； 3.212001300N鎳鉻合金&Phi； 1.28001000&Phi； 2.511001200&Phi； 3.212001300E鎳鉻合金&Phi； 1.2550650&Phi； 2.0650750&Phi； 3.2750850T純銅鎳&Phi； 1.6300350J鐵銅鎳&Phi； 2.04005003&Phi； . 2500600、絕緣管該熱電偶的工作端需要牢固焊接，熱電極間需要用絕緣管保護。 熱電偶的絕緣材料很多，基本上分為有機和無機絕緣兩種，高溫端的絕緣物必須采用無機物。 通常，選擇粘土質(zhì)絕緣管在1000以下、氧化鋁管在1300以下、剛玉管在1600以下。 三、保護管保護管的作用是，由于熱電偶的電極不直接與被檢測介質(zhì)接觸，不僅能延長熱電偶的壽命，還能起到提高熱電偶強度的作用，因此，熱電偶的保護管和絕緣選擇是否適當直接影響熱電偶的壽命和測量的準確性，作為保護管采用的材料主要分為金屬和非金屬兩類。 江蘇省蘇科儀表有限公司:/86881908 China-suke

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