自調(diào)控電伴（導(dǎo)電高分子復(fù)合材料）的介紹

 1.自控溫電熱帶的電熱材料：
自控溫（自限式、自調(diào)控變功率）電熱帶（電、電纜、伴熱電纜、伴熱帶、伴）是當(dāng)今世界上*的智能型自調(diào)控電伴，其發(fā)熱元件屬復(fù)合型導(dǎo)電高分子，是以泛用高分子為基材添加導(dǎo)電材料（如炭黑、石黑、碳纖緯、金屬粉等）形成導(dǎo)電復(fù)合物。是由具有“PTC”效應(yīng)的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料擠包在兩股平行導(dǎo)電線芯之間形成的帶狀（線狀、板狀）器件。該發(fā)熱元件是正溫度系數(shù)效應(yīng)的PTC材料（簡稱PTC材料），通過兩股導(dǎo)線形成PTC芯帶并等效于無限個可自調(diào)并聯(lián)電阻電路，所謂“PTC”效應(yīng)是指發(fā)熱材料的電阻隨溫度的升高而增大的現(xiàn)象，因此，它可隨溫度的變化而自動調(diào)整電熱輸出功率，當(dāng)溫升至某一溫度時，其電阻趨向于無窮大，即輸出功率近似于零，反之亦然。上述現(xiàn)象稱之謂PTC產(chǎn)品的記憶特性和開關(guān)特性。（其基材可選為：由氟樹脂為基料或以聚乙烯為基料）因此其電熱材料屬于復(fù)合型導(dǎo)電高分子添加導(dǎo)電填料（如炭黑等）形成的復(fù)合材料。
  自控溫電熱帶的好壞主要指其記憶特性和開關(guān)特性（開關(guān)點(diǎn)）的穩(wěn)定程度，當(dāng)產(chǎn)品處于某一臨界高溫點(diǎn)時（zui高承受溫度），其穩(wěn)定程度積累性衰減直至不發(fā)熱，在某一條件下（即指工作電壓的高低、通電次數(shù)的多少、使用時的內(nèi)外環(huán)境溫度的高低、長期處于的工作狀態(tài)即輸出功率的大小等），條件越苛刻，“記憶”和“開關(guān)”特性越穩(wěn)定，其品質(zhì)越好。因此比較自控溫電熱帶的優(yōu)劣應(yīng)在同一使用條件下進(jìn)行應(yīng)用比較或同類產(chǎn)品其穩(wěn)定性適應(yīng)條件的苛刻程度進(jìn)行比較，適應(yīng)條件越苛刻，其品質(zhì)越好。
2.自控溫電伴熱帶PTC記憶性能
　　自調(diào)控電伴的電熱元件是有高分子PTC材料制成的，其伴熱工作性能*建立在材料的PTC特性基礎(chǔ)下。為了延緩并阻止導(dǎo)電炭黑的有害的附聚作用，能將炭黑粒子在高分子基材中的分布“固定”下來，使芯帶總能“記住”不同溫度下的電阻。就是說，每次降溫過程的芯帶電阻變化總是沿著升溫過程電阻的PTC軌跡反演，使芯帶具有PTC記憶功能。因此產(chǎn)品需要輻射交聯(lián)。這不僅提高了芯帶的耐熱性能（如耐短時暴露溫度），也延長了芯帶的工作壽命。這種交聯(lián)后電伴熱帶在長時間通電伴熱或者受到外來冷熱循環(huán)的反復(fù)作用后，仍能繼續(xù)保持優(yōu)良的PTC工作性能，并能有效防止NTC效應(yīng)的發(fā)生。

3.自調(diào)控電伴的結(jié)構(gòu)與工作原理
　基本型自調(diào)控電伴（伴熱電纜）由PTC芯帶和絕緣層組成。將PTC材料厚度均勻、連續(xù)地?cái)D包（或纏繞）在平行的金屬線芯（亦稱母線）上，制成的扁型帶即為PTC芯帶。外面包覆絕緣層后就制成基本型電纜。芯帶一端的兩根導(dǎo)電母線與電源接通時，電流便從一根母線橫向流過并聯(lián)的PTC材料層到達(dá)另一根母線，構(gòu)成并聯(lián)回路。一定長度的芯帶在一定的溫度下有一定的電阻，并具有PTC特性。電流流經(jīng)并聯(lián)的PTC材料層時產(chǎn)生焦耳熱，使芯帶發(fā)熱升溫。同時芯帶的熱量通過電纜絕緣層向溫度低的被加熱體系傳遞，以補(bǔ)償體系向環(huán)境散失的熱量。當(dāng)電纜的電功率等于體系的熱損失時　體系溫度可維持穩(wěn)定，電纜和體系就達(dá)到了伴熱保溫的穩(wěn)定工作狀態(tài)（即穩(wěn)態(tài)）。所以，PTC材料層是電阻發(fā)熱體，PTC芯帶是伴熱電纜的電熱元件。這種長帶型電纜（電伴熱帶）是優(yōu)良的伴熱保溫器材，除了*的伴熱功能外其長帶形結(jié)構(gòu)便于對形體復(fù)雜的被保溫體系進(jìn)行平鋪或纏繞式安裝。根據(jù)工業(yè)伴熱保溫的需要，在基本型電纜外面可另加屏蔽層和護(hù)層制成不同用途的電伴熱帶具有防爆電伴熱帶型和防護(hù)防腐型電伴熱型?！?/p>

4.自調(diào)控電伴功率與伴熱性能
4.1電纜功率
自調(diào)控電伴的功率是制造、使用的重要參數(shù)，是必須實(shí)際測量的穩(wěn)態(tài)參數(shù)。實(shí)際測量指參照電纜實(shí)際使用條件測量其發(fā)熱功率，測量的狀態(tài)必須是已達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)。例如現(xiàn)代工業(yè)己廣泛采用管道裝備輸運(yùn)流體物料，輸運(yùn)中需要對管道的物料實(shí)行伴熱保溫。因此要用與管道伴熱相同方法測量自調(diào)控電伴的功率。這樣的功率在管道伴熱的熱工設(shè)計(jì)中可以直接引用，并能獲得良好的運(yùn)行效果。所以，北京中海華光測量電伴功率時，將一定長度（1M）被測電伴平放在鋼管外壁面上貼緊，管外按實(shí)際模擬伴熱物料。因此標(biāo)稱功率通常是指在額定工作電壓下、在一定保溫層內(nèi)以電伴伴熱的管道溫度為10℃時，每米電伴輸出的穩(wěn)態(tài)電功率。
4.2自控溫電伴熱帶控溫伴熱性能
4.2.1伴熱保溫的熱平衡條件
在低溫環(huán)境單靠隔熱材料層保溫，儲運(yùn)體系的熱量仍會逐漸散失，使物料或水的溫度慢慢下降，長此以往，導(dǎo)致液態(tài)物料粘度增大、析晶、分相或凍結(jié)。因此，需采用主動保溫措施即伴熱保溫。它是在隔熱層保溫的同時，用電伴對物料體系加熱，即時補(bǔ)償體系的熱損耗，借以維持運(yùn)行需要的操作溫度。
4.2.2自控溫電伴的控溫特性
自控溫電伴不單是加熱，而且在穩(wěn)定的溫度下有一定的控溫作用。環(huán)境溫度變化會引起管道物料溫度波動，用自控溫伴可以使料溫的波動減小。電伴的溫控特性能愈強(qiáng)，則電伴的控溫作用愈強(qiáng)。但控溫精度不如現(xiàn)代智能化控溫儀的高。目前，我國在冬天低于零下氣溫相對少，如伴熱系統(tǒng)采用了中海華光電伴熱控制箱后更加節(jié)能省電和延長了電伴的壽命，由中海華光電伴熱提供的電伴控溫性強(qiáng)。
4.3自控溫電伴限溫伴熱性能
自控溫電伴的電熱材料是PTC材料，故有PTC及開關(guān)溫度特性。電伴的電阻—溫度的特性變化是電阻隨著溫度緩慢增大；則電伴功率-溫度的特性變化是電阻增大后功率隨著降低。因此，電伴通電時能發(fā)熱、升溫，當(dāng)溫度升致開關(guān)溫區(qū)時升溫減慢，zui后停止升溫。這是因?yàn)樯郎睾箅姲殡娮枰呀?jīng)很大，幾乎阻斷電流，使電伴功率相應(yīng)減小到只夠維持該溫度下散熱保溫平衡，因而電伴伴熱溫度也就穩(wěn)定不升了。
　　限溫本身也是一種溫控特性，它決定于高分子基材。若將電伴單獨(dú)隔熱通電升溫。隔熱程度越高，電伴輸出的功率會愈小，芯帶溫度則愈高。但電伴的功率降致zui小時不會小到為零，但有一個zui低值的，是由于電伴熱的電阻不會土無窮大。因此，可將電伴降致zui小時的芯帶溫度稱為自限溫度。
　由于芯帶外面還有層層結(jié)構(gòu)，電伴的zui高表面溫度不會高于自限溫度；在維持工業(yè)體系伴熱保溫時，電伴熱帶的zui高維持溫度不會高于自限溫度；自限溫度、zui高表面溫度、zui高維持溫都與熱平衡及電伴品種有關(guān)。由于自調(diào)控電伴本身的溫度自限，保水旱輪作本系的物料溫度就不會超過合理設(shè)定的高險點(diǎn)。這也是自控溫電伴能增加了防止過熱的保險，對易氣化、易爆、易燃等敏感物料的安全運(yùn)行起到了把關(guān)作用，但前提是沒有破壞性的外來熱作用。

4.4自控溫電伴微區(qū)伴熱性能：
自控溫電伴是長帶型電熱元件，電功率沿電伴長度分布，長距離輸運(yùn)管線的伴熱保溫。在一段長長的管線上，各區(qū)段的伴熱功率要一樣還是不一樣，究竟哪種伴熱方式效果更好？保溫工程一般看好自動補(bǔ)償型伴熱，溫度高的地段不加熱，溫度低的地段要多加熱。這不僅節(jié)約能源，更主要的是確保全線溫度均勻穩(wěn)定，物流暢通不阻塞。這就要求各個區(qū)段的伴都能即時調(diào)整功率，按需供熱，而不是功率始終不變的恒功率伴熱。所以自控溫電伴依據(jù)各自所在微區(qū)的感溫結(jié)果，就地自動跟蹤伴熱，整個管線上無數(shù)個并聯(lián)電阻元件如同一條條各盡所能、自動協(xié)作的無聲伴熱工作線，使全線管溫處處、時時均勻同步，即無過熱點(diǎn)也無過低點(diǎn)。從而實(shí)現(xiàn)了自動保溫、安全節(jié)能。獨(dú)立的伴熱性能使得電伴能夠重疊敷設(shè)不過熱、隨意剪短照樣用、安裝方便、運(yùn)行安全的技術(shù)基礎(chǔ)。

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