熱電偶的選擇與安裝
熱電偶是熱電溫度計的敏感元件,是由兩種不同材料的金屬導(dǎo)體組成.兩種導(dǎo)體的一端焊接在一起作為測量端與被測介質(zhì)充分接觸,另一端作為參考端與溫度指示儀表相連接.
熱電偶的測溫原理是基于塞貝克效應(yīng),即:如果兩種不同成分的均質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時,回路中就有電流通過,那么兩端之間就存在電動勢,也叫塞貝克電動勢.其值大小只與組成熱電偶的金屬材料的性質(zhì),兩端溫差的大小有關(guān),而與熱電偶兩熱電極的幾何尺寸(長度,直徑)及沿電極長度方向的溫度分布無關(guān).熱電偶也可以看做是一種換能器,是將熱能轉(zhuǎn)化為電能,通過測量回路中產(chǎn)生的電動勢大小,并利用熱電勢與溫度之間的函數(shù)關(guān)系而達(dá)到測溫的目的.
熱電偶的結(jié)構(gòu)簡單,性能穩(wěn)定,測溫范圍寬,測溫精度高,使用方便,廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)生產(chǎn),科研等方面的熱處理中的測溫與控溫程序.根據(jù)組成熱電偶的材料及結(jié)構(gòu)的不同,(可將熱電偶分成許多種類).正確地選擇與安裝熱電偶,是合理使用熱電偶的前提,不但可以準(zhǔn)確地得到溫度數(shù)值,保證產(chǎn)品質(zhì)量,而且還可以節(jié)省熱電偶材料的消耗.
熱電偶的選擇,首先應(yīng)根據(jù)被測溫度的上限和使用環(huán)境來選擇熱電偶的熱電極和保護(hù)套管,其次根據(jù)被測對象的結(jié)構(gòu)和安裝特點來選擇熱電偶的規(guī)格尺寸.熱電偶按結(jié)構(gòu)形式不同可分為:普通工業(yè)型,愷裝型,高性能實體型和特種型熱電偶.常見的普通工業(yè)用熱電偶有以下幾種:
(1)鉑鍺10一鉑熱電偶屬于貴金屬熱電偶,其正極的名義成分為含鍺10%的鉑鍺合金(SP),負(fù)極為純鉑(SN).長期使用溫度1300 OC,短期使用溫度1600 cC.物理,化學(xué)性能穩(wěn)定,抗氧化性能強(qiáng).宜在氧化,惰性環(huán)境中連續(xù)使用.一般用于準(zhǔn)確度要求較高的高溫測量,但其價格昂貴,機(jī)械強(qiáng)度差,熱電動勢小,需配用靈敏度高的顯示儀表,分度號為S。
(2)鎳鉻一鎳硅熱電偶屬于廉金屬熱電偶,其正極為含10%的鎳鉻合金(KP),負(fù)極為含硅3%的鎳硅合金(KN),負(fù)極親磁性.長期使用溫度1000 9C,短期使用溫度1200 `C,熱電勢比S型熱電偶大4一5倍,線性度,使用溫度范圍寬,是廉金屬熱電偶中性能的一種.宜在氧化性,惰性環(huán)境中連續(xù)使用,價格便宜,誤差約在7℃左右.但其熱電極不易做得太均勻,易氧化,尤其在低溫狀態(tài),其穩(wěn)定性差,分度號為K
(3)鎳鉻一康銅熱電偶屬于廉金屬熱電偶,其正極為鎳鉻合金(EP),負(fù)極為銅鎳合金(EN).長期使用溫度600 0C,短期使用溫度800 9C,的特點是熱電動勢率,即靈敏度,但極易被氧化,分度號為E.
(4)銅一康銅熱電偶屬于廉金屬熱電偶,其正極為純銅(TP),負(fù)極為康銅(銅鎳)合金(TN).在低溫狀態(tài)普遍應(yīng)用的一種熱電偶,測溫范圍一200一300 OC,熱電極絲的均勻性好,穩(wěn)定性高,靈敏度好,價格低廉,分度號為To愷裝型熱電偶是將熱電極絲裝在有絕緣材料的金屬套管中,經(jīng)組合加工成可彎曲的堅實的組合體,再依所需長度截斷,對其測量端和參考端進(jìn)行加工即制成愷裝型熱電偶.該種熱電偶可以做得很細(xì)很長,在使用中可隨測量需要而彎曲.其測溫范圍寬,響應(yīng)速度快,熱接點處的熱容量小,使用壽命長.同時其機(jī)械強(qiáng)度高,耐壓性能高,適應(yīng)性廣,繞性大,安裝使用方便,應(yīng)用極其廣泛.
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