詳細介紹
裝配式熱電偶
概述
工業用裝配式熱電俠作為測量溫度的傳感器,通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調節器配套使用。它可以直接測量各種生產過程中從0℃到1800℃范圍內的液體、蒸汽和氣體介質以及固體的表面溫度。
根據國家規定,我公司生產的各種分度號熱電偶均符合IEC標準。
產品執行標準: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)發現的熱電效應,1826年貝克雷爾(A.C.Becquerel)*個根據熱電效應來測量溫度。
熱電偶的工作原理是:兩種不同成分的導體兩端經焊接、形成回路,直接測溫端叫測量端,接線端子叫參比端。當測量端和參比瑞存在溫差時,就會在回路中產生熱電流,接上顯示儀表,儀表上就指示出熱電偶所產生的熱電勢的對應溫度位。
熱電特性是物質抖有的一種普遍特性,但只有熱電勢與溫度的關系曲線線性好、穩定性好、重復性好、熱電勢率較大、容易標準化、材料資源豐富、容易提純、耐蝕性好的一對金屬導體才能成為熱電價的制作材料。熱電偶是應用的現場測溫儀表。
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體材質以及兩端溫差有關和熱電極的長度、直徑無關。
熱電偶的結構
從熱電偶的測溫原理可知,構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成,兩根熱電極(或叫偶絲)是構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);為了保護絕緣材料和偶絲,延長熱電偶的使用壽命,一般還沒計有保護套管(第三部分保護管);為了安裝接線使用方便,同時適應各種使用場合,一般還設計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),沒有保護管和安裝固定裝置。
裝配式熱電偶主要由接線盒、保護管、絕緣套管、接線端子、熱電極組成落本結構,并配以齊種安裝固定裝置組成。
主要技術指標
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”為感溫元件的實測溫度。
穩定性
穩定性指熱電偶隨著使用時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,是一項破壞性試驗要求,只在產品型式試驗時才做。具體規定為:在熱電偶的長期使用的上限溫度維持250小時后,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級梢度的穩定性要求指標為:在1200℃維持250小時后,該熱電偶試驗前后熱電勢的變化量應小于9℃(1200x0.75%)。
性能 分度號 | 允許偏差 | 穩定性 | |||
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) | 在長期使用的上限溫度維持250h后變化量≤0.4%t | 在長期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 |
熱晌應時間
在溫度出現階躍變化時,熱電偶的輸出變化至相當于該變化的5%,所需要的時問稱為熱響應時間,用T0.5表示。
熱電偶公稱壓力
一般足指在工作溫度下保護管所能承受的靜態外壓而不破裂。實際上,容許工作壓力不僅與保護管材料、直徑、壁厚有關,還與其結構形式、安裝方法、置入深度以及被測介質的流速和種類等有關。熱電偶zui小置入深度
應不小于其保護管外徑的8-10倍(特殊產品例外)。
熱電偶絕緣電阻(常溫)
常溫絕緣電阻的試驗電壓為直流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不小于下表規定:
上限溫度tm℃ | 試驗溫度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 | 標記 | 分度號 | 材質 | 測溫范圍℃ | 性能特點 | ||
新 | 舊 | 優點 | 缺點 | ||||
熱電偶 | K | N | K | 鎳鉻-鎳硅 | -40~1200 | 熱電勢線性好,穩定性好,抗氧化性 好,是使用zui廣泛的測溫元件 | 不適用于還原氣氛,受時效變化和短程有序結構變化影響 |
N | M | N | 鎳鉻硅-鎳硅 | -40~1250 | 具備K型熱電偶全部優點,短程有序結構變化影響小 | 不適用還原性氣氛,受時效變化影響 | |
E | E | E | 鎳鉻-康銅 | -40~900 | 在現有熱電偶中,熱電勢率zui高,靈 敏度高,兩極非磁性 | 不適用于還原性氣氛,熱導率低,具有微滯后現象 | |
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,穩定性好 | 使用溫度低,正極銅易氧化,熱傳協誤差大 | |
S | P | S | 鉑銠10-鉑 | 0~1600 | 適用于氧化性氣氛,在真空中可短時使用。精度高、穩定性好不受時效變化影響,抗氧化、耐化學腐蝕,可作標準熱電偶 | 不適用于還原性氣氛(尤其是H2、金屬蒸汽)和真空環境,價格高,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,可不用補償導線,抗氧化耐化學腐蝕 | 不能用于600℃以下,靈敏度低,熱電勢的線性不好 |