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如何选用好而优的热电偶

安徽天康(集团)股份有限公司

2015/11/29 13:01:30

    电偶的工作原理这就要从热电偶测温原理说起,热电偶是一种感温元件,是一次仪表,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。

    在工业应用中,热电偶的选择首先应根据被测温度的上限,正确地选择热电偶的热电极及保护套管;根据被测对象的结构及安装特点,选择热电偶的规格及尺寸。   
     热电偶按结构形式可分为普通工业型、铝装型及特殊型等。   

    常用的普通工业型热电偶有:   

    1、铂铑10一铂热电偶:属于贵重金属热电偶,正极为铂铑合金,负极为铂,短期工作温度为1600℃,长期工作温度为1300℃,物理、化学稳定性好,一般用于准确度要求较高的高温测量。但材料较贵,热电势较小,分度号为S。   

    2、镍铬一镍硅热电偶:它是非贵重金属中性能zui稳定的一种,应用很广,正极为镍铬。短期工作温度为 1200℃,长期工作温度为900℃。此种热电偶的热电势比上一种大4到5倍,而且线性度更好,误差一般在(6-8)℃。但其热电极不易做得很均匀,较易氧化,稳定性差。分度号为K。   

    3、镍铬一康铜热电偶:正权是镍铬,短期工作温度为800℃,长期工作温度为60℃。它是热电势zui大的一种热电偶,测量准确度较高,但极易氧化。分度号为E。   

    4、铜一康铜热电偶:这是在低温下应用得很普遍的热电偶,测量温度范围(-200-+200)℃,稳定性好,低温时灵敏度高并且价格低廉。分度号为T铝装热电偶是由热电极、绝缘材料和金属套管三者组合加工而成,它可以做得很细很长,在使用中可以随测量需要进行弯曲,其特点是:热情性小、热接点处的热容量小、寿命较长、适应性强等,应用广泛。

    热电偶安装时应放置在尽可能靠近所要测的温度控制点。为防止热量沿热电偶传走或防止保护管影响被测温度,热电偶应浸入所测流体之中,深度至少为直径的10倍。当测量固体温度时,热电偶应当顶着该材料或与该材料紧密接触。为了使导热误差减至zui小,应减小接点附近的温度梯度。当用热电偶测量管道中的气体温度时,如果管壁温度明显地较高或较低,则热电偶将对之辐射或吸收热量,从而显著改变被测温度。这时,可以用一辐射屏蔽罩来使其温度接近气体温度,采用所谓的屏罩式热电偶。选择测温点时应具有代表性,例如测量管道中流体温度时,热电偶的测量端应处于管道中流速zui大处。一般来说,热电偶的保护套管末端应越过流速中心线。   

    实际使用时特别要注意补偿导线的使用。通常接在仪表和接线盒之间的补偿导线,其热电性质与所用热电偶相同或相近,与热电偶连接后不会产生大的附加热电势,不会影响热电偶回路的总热电势。如果用普通导线来代替补偿导线,就起不到补偿作用,从而降低测温的准确性。所以,使用单位在安装仪表敷线时应注意:补偿导线与热电偶连接时,极性切勿接反,否则测温误差反而增大。实际测量中,如果测量值偏离实际值太多,除热电偶安装位置不当外,还有可能是热电偶偶丝被氧化、热电偶测量端焊点出现砂眼等。 
     1、测量精度和温度测量范围的选择   

    使用温度在1300~1800℃,要求精度又比较高时,一般选用B型热电偶;要求精度不高,气氛又允许可用钨铼热电偶,高于1800℃一般选用钨铼热电偶;使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶;在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶,低于400℃一般用E型热电偶;250℃下以及负温测量一般用T型电偶,在低温时T型热电偶稳定而且精度高。   

    2、使用气氛的选择      

     S型、B型、K型热电偶适合于强的氧化和弱的还原气氛中使用,J型和T型热电偶适合于弱氧化和还原气氛,若使用气密性比较好的保护管,对气氛的要求就不太严格。   

    3、耐久性及热响应性的选择   

     线径大的热电偶耐久性好,但响应较慢一些,对于热容量大的热电偶,响应就慢,测量梯度大的温度时,在温度控制的情况下,控温就差。要求响应时间快又要求有一定的耐久性,选择铠装偶比较合适。   

    4、测量对象的性质和状态对热电偶的选择   

     运动物体、振动物体、高压容器的测温要求机械强度高,有化学污染的气氛要求有保护管,有电气干扰的情况下要求绝缘比较高。   

    5、注意事项   

    ◆热电偶[1]公称压力:一般是指在工作温度下保护管所能承受的静态外压而破裂。   

    ◆热电偶zui小插入深度:应不小于其保护套管外径的8-10倍(特列产品例外)   

    ◆绝缘电阻:当周围空气温度为15-35℃,相对湿度<80%时绝缘电阻≥5兆欧(电压100V)。具有防溅式接线盒的热电偶,当相对温度为93± 3℃ 时,绝缘电阻≥0.5兆欧(电压100V)   

    ◆高温下的绝缘电阻:热电偶在高温下,其热电极(包括双支式)与保护管以及双支热电极之间的绝缘电阻(按每米计)应大于下表规定的值。

K==镍铬(贵金属)
N===镍铬硅
E==铜镍
j==铁
s===铂铑10
R==铂铑13
b==铂铑30
WRe3==钨铼3

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