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裝配式熱電偶
概述
工業(yè)用裝配式熱電俠作為測量溫度的傳感器，通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。它可以直接測量各種生產(chǎn)過程中從0℃到1800℃范圍內(nèi)的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。
根據(jù)國家規(guī)定，我公司生產(chǎn)的各種分度號熱電偶均符合IEC標(biāo)準(zhǔn)。
產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：IEC584、IEC1515
GB/T16839-1997
工作原理
用熱電偶測溫是基于1821年西貝克(T.J.Seebeck)發(fā)現(xiàn)的熱電效應(yīng)，1826年貝克雷爾(A.C.Becquerel)*個(gè)根據(jù)熱電效應(yīng)來測量溫度。
熱電偶的工作原理是：兩種不同成分的導(dǎo)體兩端經(jīng)焊接、形成回路，直接測溫端叫測量端，接線端子叫參比端。當(dāng)測量端和參比瑞存在溫差時(shí)，就會在回路中產(chǎn)生熱電流，接上顯示儀表，儀表上就指示出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的對應(yīng)溫度位。
熱電特性是物質(zhì)抖有的一種普遍特性，但只有熱電勢與溫度的關(guān)系曲線線性好、穩(wěn)定性好、重復(fù)性好、熱電勢率較大、容易標(biāo)準(zhǔn)化、材料資源豐富、容易提純、耐蝕性好的一對金屬導(dǎo)體才能成為熱電價(jià)的制作材料。熱電偶是應(yīng)用的現(xiàn)場測溫儀表。
熱電偶的熱電勢將隨著測量端溫度升高而增長，熱電勢的大小只和熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān)和熱電極的長度、直徑無關(guān)。
熱電偶的結(jié)構(gòu)
從熱電偶的測溫原理可知，構(gòu)成股基本的熱電偶除了兩根熱電極材料外，還必須在熱電極的兩端按照要求制作成測量端和參比端，俗稱“熱端”和“冷端”，這就是所謂的“兩端”。
根據(jù)熱電偶的不同用途，熱端有絕緣型、多支分絕緣型、接殼型、露頭型四種形式，冷端有密封和非密封兩種形式。
熱電偶一般由五部分構(gòu)成，兩根熱電極(或叫偶絲)是構(gòu)成熱電偶的核心部分(*部分測溫元件)，其它部分都是圍繞它展開；為了保證回路中熱電勢不損失以準(zhǔn)確傳遞被測溫度信號，必須用絕緣材料使兩熱電極除兩端點(diǎn)之外的其余部分之間，及其與外界之間有可靠的絕緣(第二部分絕緣材料)；為了保護(hù)絕緣材料和偶絲，延長熱電偶的使用壽命，一般還沒計(jì)有保護(hù)套管(第三部分保護(hù)管)；為了安裝接線使用方便，同時(shí)適應(yīng)各種使用場合，一般還設(shè)計(jì)有第四部分接線裝置和第五部分安裝固定裝置。這些就是所謂的“五部”。
根據(jù)不同用途，能夠測溫的zui基本的熱電偶(即熱電偶芯)，沒有保護(hù)管和安裝固定裝置。
裝配式熱電偶主要由接線盒、保護(hù)管、絕緣套管、接線端子、熱電極組成落本結(jié)構(gòu)，并配以齊種安裝固定裝置組成。
主要技術(shù)指標(biāo)
溫度測量范圍和允許誤差
熱電偶類別 | 代號 | 分度號 | 測量范圍℃ | 允許誤差△t℃ |
鉑銠30-鉑銠6 | WRR | B | 600~1700 | ±1.5℃或±0.25%t |
鉑銠10-鉑 | WRP | S | 0~1600 | ±1.5℃或±0.25%t |
鎳鉻-鎳硅 | WRN | K | 0~1200 | ±2.5℃或±0.75%t |
鎳鉻-銅鎳 | WRE | E | 0~800 | ±2.5℃或±0.75%t |
銅-銅鎳 | WRC | T | -40~350 | ±1℃或±0.75%t |
鐵-銅鎳 | WRF | J | 0~800 | ±2.5℃或±0.75%t |
鎳鉻硅-鎳硅 | WRM | N | 0~1200 | ±2.5℃或±0.75%t |
注：“t”為感溫元件的實(shí)測溫度。
穩(wěn)定性
穩(wěn)定性指熱電偶隨著使用時(shí)間的延長其熱電特性的變化程度，是反映熱電偶使用壽命的重要指標(biāo)，是一項(xiàng)破壞性試驗(yàn)要求，只在產(chǎn)品型式試驗(yàn)時(shí)才做。具體規(guī)定為：在熱電偶的*使用的上限溫度維持250小時(shí)后，熱電勢的變化量不超過測量精度全部偏差量的50%。如N型Ⅱ級梢度的穩(wěn)定性要求指標(biāo)為：在1200℃維持250小時(shí)后，該熱電偶試驗(yàn)前后熱電勢的變化量應(yīng)小于9℃(1200x0.75%)。
性能 分度號 | 允許偏差 | 穩(wěn)定性 | |||
Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅰ | Ⅱ | |
K | ±1.5或0.4%t | ±2.5或0.75%t | ±2.5或1.5%t (-200~-40) | 在*使用的上限溫度維持250h后變化量≤0.4%t | 在*使用的上限溫度維持250h后變化量≤0.75%t |
N | |||||
E | |||||
J | |||||
T | ±0.5或0.4%t | ±1.0或0.75%t | ±1.0或1.5%t | ≤1.4 350℃/250h | ≤2.6 350℃/250h |
S | ±1或±(1+(t-1100)X0.3%) | ±1.5或0.25%t | 無 | ≤1.4 1400℃/250h | ≤3.5 1400℃/250h |
B | 無 | ±0.25%t | ±4或0.5%t | ≤1.4 1700℃/250h | ≤8.5 1700℃/250h |
熱晌應(yīng)時(shí)間
在溫度出現(xiàn)階躍變化時(shí)，熱電偶的輸出變化至相當(dāng)于該變化的5%，所需要的時(shí)問稱為熱響應(yīng)時(shí)間，用T0.5表示。
熱電偶公稱壓力
一般足指在工作溫度下保護(hù)管所能承受的靜態(tài)外壓而不破裂。實(shí)際上，容許工作壓力不僅與保護(hù)管材料、直徑、壁厚有關(guān)，還與其結(jié)構(gòu)形式、安裝方法、置入深度以及被測介質(zhì)的流速和種類等有關(guān)。熱電偶zui小置入深度
應(yīng)不小于其保護(hù)管外徑的8-10倍(特殊產(chǎn)品例外)。
熱電偶絕緣電阻(常溫)
常溫絕緣電阻的試驗(yàn)電壓為直流500V±50V，測量常溫絕緣電阻的大氣條件為溫度15-35℃，相對涅度45%，大氣壓力86-106kPa。
a、對于長度超過1米的熱電偶它的常溫絕緣電阻值與其長度的乘積應(yīng)不小于100MΩ.m。
即：Rr.L≥100MΩ.m L>1m
式中：Rr-熱電偶的常溫絕緣電阻值，MΩ
L-熱電偶的長度，m。
b、對于長度等于或不足1米的熱電偶，它的常溫絕緣電阻值應(yīng)不小于100MΩ。
上限溫度絕緣電阻
熱電偶的上限溫度絕緣電阻應(yīng)不小于下表規(guī)定：
上限溫度tm℃ | 試驗(yàn)溫度t℃ | 電阻值MΩ |
100≤tm＜300 | t=tm | 10 |
300≤tm＜500 | t=tm | 2 |
500≤tm＜850 | t=tm | 0.5 |
850≤tm＜1000 | t=tm | 0.08 |
1000≤tm＜1300 | t=tm | 0.02 |
tm＞1300 | t=1300 | 0.02 |
熱電偶測溫元件選型說明
類別 | 標(biāo)記 | 分度號 | 材質(zhì) | 測溫范圍℃ | 性能特點(diǎn) | ||
新 | 舊 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) | ||||
熱電偶 | K | N | K | 鎳鉻-鎳硅 | -40~1200 | 熱電勢線性好，穩(wěn)定性好，抗氧化性 好，是使用zui廣泛的測溫元件 | 不適用于還原氣氛，受時(shí)效變化和短程有序結(jié)構(gòu)變化影響 |
N | M | N | 鎳鉻硅-鎳硅 | -40~1250 | 具備K型熱電偶全部優(yōu)點(diǎn)，短程有序結(jié)構(gòu)變化影響小 | 不適用還原性氣氛，受時(shí)效變化影響 | |
E | E | E | 鎳鉻-康銅 | -40~900 | 在現(xiàn)有熱電偶中，熱電勢率zui高，靈 敏度高，兩極非磁性 | 不適用于還原性氣氛，熱導(dǎo)率低，具有微滯后現(xiàn)象 | |
J | F | J | 鐵-康銅 | -40~750 | 可用于還原性氣氛，熱電勢較K高 | 鐵易生銹，熱電特性漂移大 | |
T | C | T | 銅-康銅 | -40~350 | 可用于還原性氣氛，電勢線性好，低溫特性好，穩(wěn)定性好 | 使用溫度低，正極銅易氧化，熱傳協(xié)誤差大 | |
S | P | S | 鉑銠10-鉑 | 0~1600 | 適用于氧化性氣氛，在真空中可短時(shí)使用。精度高、穩(wěn)定性好不受時(shí)效變化影響，抗氧化、耐化學(xué)腐蝕，可作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶 | 不適用于還原性氣氛(尤其是H2、金屬蒸汽)和真空環(huán)境，價(jià)格高，靈敏度低，熱電動勢的線性不好 | |
B | R | B | 鉑銠30-鉑銠6 | 600~1700 | 適于1000℃以上，電勢較小，可不用補(bǔ)償導(dǎo)線，抗氧化耐化學(xué)腐蝕 | 不能用于600℃以下，靈敏度低，熱電勢的線性不好 | |
