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產(chǎn)品知識(shí)

熱電偶簡(jiǎn)介

發(fā)布時(shí)間:2024-05-07 14:00:57 人氣:780

什么是熱電偶?

熱電偶是一種溫度傳感器,它由兩條不 同的金屬線組成,一端結(jié)合在一起,另 一端連接到熱電偶溫度計(jì)或其他支持熱 電偶的設(shè)備上。正確配置后,熱電偶可 進(jìn)行各種

溫度范圍的溫度測(cè)量。其原理是將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái),構(gòu)成一個(gè)閉合回路.當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí),兩者之間便產(chǎn)生電

動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。


如何選擇熱電偶類(lèi)型?

熱電偶的選擇依據(jù)通常包括以下條件:

  • ? 溫度范圍

  • ? 精度

  • ? 工藝兼容性
    (化學(xué)和機(jī)械)

  • ? 儀器兼容性

如何知道要選擇的連接點(diǎn)類(lèi)型?

金屬護(hù)套熱電偶有三種連接點(diǎn)類(lèi)型:接 地型、非接地型和外露型。

工作環(huán)境——典型的護(hù)套材質(zhì)

材質(zhì)最高 溫度應(yīng)用環(huán)境
氧化氣體氫氣真空惰性氣體
304、310、316 和321不銹鋼900°C (1650°F)很好較好很好很好
Inconel?6001150°C (2100°F)很好較好很好很好
Super OMEGACLAD?XL1335°C (2440°F)極好較好很好很好
鉑 銠合金1650°C (3000°F)很好較差較差較差
2200°C (4000°F)不推薦一般較好一般
2300°C (4200°F)不推薦不推薦較好不推薦


到底什么是熱電偶?熱電偶如何工作?

在選擇熱電偶之前,我們需要回答以下問(wèn)題。

  • 1) 您想測(cè)量的溫度范圍以及溫度上限和下限是 多少?

  • 2) 打算測(cè)量什么物體的溫度?

  • 3) 測(cè)量環(huán)境會(huì)對(duì)我使用的熱電偶類(lèi)型有怎樣的影響? 在安裝選用的熱電偶之前,要確保它滿(mǎn)足以下條件:

  • a) 適當(dāng)?shù)臏囟确秶?/p>

  • b) 熱電偶或護(hù)套材料(對(duì)于帶有護(hù)套的探頭)抗化學(xué) 腐蝕

  • c) 如有必要,正確接地(在與接地的帶護(hù)套探頭配合 使用時(shí),許多儀器都存在接地回路問(wèn)題)

  • d) 耐磨

  • e) 抗振

  • f) 浸沒(méi)

  • 4) 要求的響應(yīng)時(shí)間是多少?
    外露接點(diǎn)熱電偶響應(yīng)很快,但這種熱電偶本身未受到 保護(hù),會(huì)遭受環(huán)境腐蝕。另外 ,探頭護(hù)套直徑越小, 響應(yīng)越快;然而這些窄小探頭內(nèi)部的熱電偶線極細(xì), 因此探頭無(wú)法承受該熱電偶類(lèi)型 的整 個(gè) 溫 度 范 圍 。

  • 5) 有現(xiàn)成安裝方式嗎?
    有沒(méi)有預(yù)先鉆好的用于安裝熱電偶探頭的孔,因而限 定了護(hù)套的直徑?現(xiàn)有測(cè)量 設(shè) 備 是 否 要 求使用特定熱 電偶類(lèi)型?

  • 6) 測(cè)量后熱電偶信號(hào)用來(lái)做什么?
    能不能用自身帶1 m (3')長(zhǎng)導(dǎo)線的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)渡連接探頭與測(cè)量設(shè)備相 ?


有哪些不同熱電偶類(lèi)型?

熱電偶有不同的金屬或"分度"組合。最常見(jiàn)的是J、K、T、E和N型的"基金 屬"熱電偶。還有一些特殊類(lèi)型的熱電 偶,稱(chēng)為貴金屬熱電偶,包括R、S和B 型。最高溫度熱電偶類(lèi)型是耐火型熱電 偶,包括C、G和D型。

每種熱電偶樣式都包括多種熱電偶類(lèi)型或相異金屬的不同組合。 最常用類(lèi)型如下:

J型(鐵—康銅)K型 (CHROMEGA?-ALOMEGA? )
T型(銅—康銅)E型(CHROMEGA? —康銅)
N型

處于特定環(huán)境中時(shí),以上每種熱電偶類(lèi)型均存在著限制。 下面是保護(hù)熱電偶的上限溫度準(zhǔn)則:

類(lèi)型直徑6 mm (1?4")
的探頭和18 AWG
熱電偶線
直徑4.8 mm (3?16")
的探頭和20 AWG
熱電偶線
直徑 3 mm (1?8")
的探頭和24 AWG
熱電偶線
直徑1.6 mm (1?16")
的探頭和30 AWG
熱電偶線
J648°C (1200°F)648°C (1200°F)648°C (1200°F)593°C (1100°F)
K/N1093°C (2000°F)1093°C (2000°F)1093°C (2000°F)982°C (1800°F)
T371°C (700°F)371°C (700°F)371°C (700°F)204°C (400°F)
E982°C (1800°F)648°C (1200°F)648°C (1200°F)648°C (1200°F)

還有專(zhuān)用極高溫度熱電偶,可測(cè)溫度高達(dá)2300°C (4200°F)。在確定應(yīng)用類(lèi)型及相關(guān)探頭形式后,接 下來(lái)重要的是檢查和選定符合以上答案 中的要求 的探頭款式。請(qǐng)記?。汗ぷ鳒囟葴y(cè)量系統(tǒng)是由具 有適當(dāng)額定溫度并對(duì)所接觸環(huán)境具有耐受性的各 零部件組成的,這一點(diǎn)很重要

什么是響應(yīng)時(shí)間?

響應(yīng)時(shí)間又稱(chēng)為傳感器時(shí)間常數(shù),是指 傳感器響應(yīng)溫度上的階躍變化所需的時(shí) 間。響應(yīng)時(shí)間通常是在一定的條件下 進(jìn)行定義,例如"在流速為每秒3英尺 的水中達(dá)到63.2%響應(yīng)時(shí)的時(shí)間"。值 63.2%(也稱(chēng)為主時(shí)間常數(shù))是最常用 的,但也可能使用值50%和90%。響應(yīng) 時(shí)間是傳感器以多快速度指示溫度條件 變化的一種比較標(biāo)準(zhǔn),通常是確定系統(tǒng) 響應(yīng)時(shí)間的組成因素。


外露、接地和非接地接點(diǎn) 指的是什么?

連接點(diǎn)類(lèi)型是熱電偶的另一種分類(lèi)方法。帶外露 接點(diǎn)的熱電偶廣泛用于要求極快響應(yīng)時(shí)間的氣體 溫度測(cè)量。如果幾秒的響應(yīng)時(shí)間是可接受的,帶 小直徑護(hù)套的接地接點(diǎn)探頭就可以滿(mǎn)足要求。除 上述環(huán)境限制外,外露接點(diǎn)探頭還必須符合裸 露 小直徑熱電偶線的額定溫度下限。

非接地?zé)犭娕继筋^或帶非接地接點(diǎn)的熱電偶探頭指測(cè)量端與護(hù)套(通常為 不銹鋼或Inconel)之間存在電氣絕緣的探頭。在存在電噪聲的場(chǎng) 合 中 測(cè) 量 時(shí),這種探頭極具優(yōu)勢(shì)。護(hù)套可能電氣接地,為電噪聲的傳輸提供了一條低 阻抗路徑,使測(cè)量結(jié)果保持可靠精確。 非接地探頭的響應(yīng)時(shí)間可能略微長(zhǎng)一 些,但與小直徑護(hù)套(如1.6 mm (1?16"))的外露接點(diǎn)和接地接點(diǎn)探頭相比, 這種差別很小。接地型探頭允許熱電偶連接點(diǎn)接觸護(hù)套端部,具有響應(yīng)時(shí)間 短與密封護(hù)套保護(hù)的雙重優(yōu)勢(shì)。


接地

測(cè)量靜態(tài)或流動(dòng)腐蝕性氣體和液體溫 度時(shí)以及在高壓應(yīng)用場(chǎng)合,建議使用 接地接點(diǎn)。接地?zé)犭娕歼B接點(diǎn)焊接到 保護(hù)套上,從而使響應(yīng)速度高于非接 地接點(diǎn)類(lèi)型。


非接地

在腐蝕性環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量時(shí),建議使 用非接地接點(diǎn),而且使熱電偶與 護(hù)套電氣隔離并通過(guò)護(hù)套進(jìn)行屏蔽。 焊接線熱電偶本身已通過(guò)氧化鎂粉末 (軟)與熱電偶護(hù)套絕緣。


外露

測(cè)量需要較短響應(yīng)時(shí)間的靜態(tài)或流動(dòng) 的非腐蝕性氣體溫度時(shí),建議使用外 露接點(diǎn)。這種連接點(diǎn)超出了金屬保護(hù) 套,可實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的響應(yīng)。護(hù)套 絕緣層在連接點(diǎn)超出的位置進(jìn)行密 封,以防止可能導(dǎo)致誤差的水分或 氣體滲入。

常用熱電偶分度號(hào)有哪些?


常用的熱電偶分度號(hào)有R、B、S、K、T、E、N。

1、首先目測(cè)從粗細(xì)分:R、B、S、是貴金屬組成,線徑細(xì);K、T、E、N是普通金屬,線徑粗。

2、其次是加熱測(cè)量其輸出熱電勢(shì)【大約數(shù)據(jù)】:

對(duì)粗線徑的,加熱100℃時(shí),K的熱電勢(shì)為4.095mV;E的熱電勢(shì)為6.317mV;N的熱電勢(shì)為2.774mV;T的熱電勢(shì)為4.277mV;

對(duì)線徑細(xì)的,加熱1000℃時(shí)B的熱電勢(shì)為4.833mV;R的熱電勢(shì)為13.316mV,S的熱電勢(shì)為9.586mV。

 

PS:如果無(wú)法判斷線徑的粗細(xì),就直接加熱測(cè)量熱電勢(shì),先加熱100℃,再加熱1000℃,因?yàn)镋、T型無(wú)法承受1000℃

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