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熱電偶在工業(yè)行業(yè)的應用
什么是熱電偶
所謂熱電偶是指由兩種不同材質的金屬導體構成的溫度傳感器。與其他溫度計(溫度計、熱敏電阻等)相比較,主要用于工業(yè)行業(yè)的熱電偶具有其特點:
①響應速度快。
②可進行-200℃到 1700℃之間大范圍的溫度測量。
③可對特定點和小空間進行溫度測量。
④由于溫度信息可檢測為電信號(熱電動勢),信息的處理和分析非常便利。
⑤價格低廉,易購買。
熱電偶通常主要由四部分組成
熱電偶通常主要由四部分組成:熱電極(俗稱熱電偶芯)、絕緣管、保護管和熱電偶接線盒。為了保證熱電偶正常工作,對熱電偶結構提出如下要求:
1、測量端的焊接要牢固。JJG 351-1996熱電偶檢定規(guī)程規(guī)定原文為:“熱電偶測量端的焊接要牢固、呈球狀,表面應光滑、無氣孔、無夾渣”。
2、熱電極間必須有良好的絕緣。GB/T 30429-2013《工業(yè)熱電偶》標準要求:對于長度超過1m的熱電偶,它的常溫絕緣電阻與其長度的乘積應不小于100MΩ.m;對于長度等于或不足1m的熱電偶,它的常溫絕緣電阻應不小于100MΩ。
3、參考端與導線的連接要方便可靠。
4、用用于熱電極有害介質時,必須采用適合的熱電偶保護管,將有害介質隔開。
5、熱響應時間應滿足生產工藝要求,通常以τ表示,如τ0.5、τ、τ0.9等。測量熱電偶熱響應時間應在專用水流試驗裝置上進行。該裝置的水流速度應保持0.4±0.05m/s,初始溫度在5-45℃的范圍內,溫度階 躍值為40-50℃。在試驗過程中,水的溫度變化應不大于溫度階躍值的±1%。被試熱電偶的置入深度為150mm或設計的插入深度。
在工業(yè)溫度測量中一般0~400℃以上都選熱電偶作為儀表測溫工具,熱電偶的安裝位置,即測溫點的選擇是重要的。測溫點的位置,對于生產工藝過程而言,一定要具有典型性、代表性,否則將失去測量與控制的意義。
熱電偶的插入深度對測溫的影響:
熱阻抗增加的影響
在高溫下使用的熱電偶,如果被測介質為氣態(tài),那么保護管表面沉積的灰塵等將燒熔在表面上,使保護管的熱阻抗增大;如果被測介質是熔體,在使用過程中將有爐渣沉積,不僅增加了熱電偶的響應時間,而且還使指示溫度偏低。除了定期檢定外,為了減少誤差,經常抽檢是很有必要
S型熱電偶的正極成分為含銠10%的鉑銠合金,負極為純鉑
S型熱電偶(鉑銠10-鉑熱電偶)
該熱電偶的正極成份為含銠10%的鉑銠合金,負極為純鉑。
其特點是:
(1)熱電性能穩(wěn)定、抗養(yǎng)化性強、宜在養(yǎng)化性氣氛中連續(xù)使用、長期使用溫度可達
1300℃,超達1400℃時,即使在空氣中、純鉑絲也將會再結晶,使晶粒粗大而斷裂;
(2)精度高,在所有熱電偶中準確度等級罪高,通常用作標準或測量較高溫度;
(3)使用范圍較廣,均勻性及互換性好;