鎧裝熱電偶具有能彎曲、耐高壓 、熱響應(yīng)時(shí)間快和堅(jiān)固耐用等許多優(yōu)點(diǎn),它和工業(yè)用裝配式熱電偶一樣,作為測量溫度的傳感器,同時(shí),亦可以作為裝配式熱電偶的感溫組件。
電偶是用兩種不同成份的導(dǎo)體焊接在一起,兩端溫度不同時(shí),在回路中就會(huì)有熱電勢產(chǎn)生,因此勢電偶是通過測量電勢從而測量溫度的一種感溫原件,它是一種變換器,它能將溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栐儆娠@示儀表顯示出來。
熱電偶測量溫度的基本原理
是熱電效應(yīng),將兩種不同成份的金屬導(dǎo)體首尾相連接成閉合回路,如兩接點(diǎn)的溫度不等,則在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢,形成熱電流,這就是熱電效應(yīng)。熱電偶就是將兩種不同的金屬材料一端焊接而成,焊接的一端叫做測量端,未焊接的一端叫做參考端,參考端在使用時(shí)通常恒定在一定的溫度(如00C)當(dāng)對測量端加熱時(shí),在接點(diǎn)處有熱電勢產(chǎn)生。如參考端溫度恒定,其熱電勢的大小和方向只與兩種金屬材料的特性和測量端的溫度有關(guān),而與勢電偶的精細(xì)和長短無關(guān)。當(dāng)測量端的溫度改變后,勢電勢也隨之改變,并且溫度和熱電勢之間有一固定的函數(shù)關(guān)系,利用這個(gè)關(guān)系就可以測量溫度。
熱電偶的應(yīng)用原理
熱電偶是工業(yè)上常用的溫度檢測元件之一。
其優(yōu)點(diǎn)是
測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。
測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測量,某些特殊熱電偶低可測到-271-+2800℃如金鐵鎳鉻和鎢-錸。
構(gòu)造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護(hù)套管,用起來非常方便。
熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成
(1) 熱電偶的種類
常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。所謂標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶,它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶,一般也沒有統(tǒng)一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),并指定S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。
(2)熱電偶的結(jié)構(gòu)形式
為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作,對它的結(jié)構(gòu)要求如下
組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固;
兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣,以防短路;
補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;
保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。
5安裝尺寸應(yīng)該盡量選用公制[中國標(biāo)準(zhǔn)]如螺紋:12X1.5,16X1.5,20X1.5,27X2,33X2mm.法蘭直徑95、105、115mm.
3、熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴 金屬時(shí)),而測溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn),為了節(jié)省熱電偶材料,降低成本,通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷 端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),連接到 儀表端子上。必須指出,熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補(bǔ)償作用。因此,還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對測溫的影響。一般顯示、控制儀表都有溫度自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng),不需要擔(dān)心。儀表在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號相配,極性不能接錯(cuò),補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度一般不超過100℃,這里需要特別說明一下:網(wǎng)絡(luò)上很多轉(zhuǎn)載的技術(shù)資料都講:補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度一般不超過100℃,其實(shí),這個(gè)說法是錯(cuò)誤的!特殊工況下,可以選用熱電偶延長線,即導(dǎo)線材質(zhì)和熱電偶電極材質(zhì)一致的導(dǎo)線連接,比如:KX鎳鉻-鎳硅補(bǔ)償導(dǎo)線;EX鎳鉻-康銅補(bǔ)償導(dǎo)線;JX鐵-康銅補(bǔ)償導(dǎo)線;TX銅-銅鎳補(bǔ)償導(dǎo)線都存不在這個(gè)問題,根據(jù)熱電偶的中間導(dǎo)體定律,這種補(bǔ)償導(dǎo)線溫度不受限制。還有一些熱電偶比如:B分度的鉑銠30-鉑銠6,這種熱電偶沒有補(bǔ)償導(dǎo)線,在400度以下不計(jì)精度用普通雙芯銅線即可。
熱電偶的結(jié)構(gòu)有兩種,普通型和鎧裝型。
普通型熱電偶一般由熱電極,絕緣管,保護(hù)套管和接線盒等部分組成,而鎧裝型中的鎧裝熱電偶則是將熱電偶絲,絕緣材料和金屬保護(hù)套管三者組合裝配后,經(jīng)過拉伸加工而成的一種堅(jiān)實(shí)的組合體。