热电偶温度计在水电工程中的应用
资讯- 1、热电偶的基本原理热电偶温度计为接触式温度计。 根据热电效应即塞贝克效应的原理测量温度，是温度测量仪中常用的测温元件。 将不同材料的导体a、b与闭合电路连接，将与测温点接触的一侧称为测量端(或工作端)，将另一侧称为基准端(或自由端)。 当测量端子与参考端子所处的温度t与t0不同时，在电路的a、b之间产生热电势EAB(t，t0)，这种现象被称为塞贝克效应，即热电效应。 EAB的大小随导体a、b的材料和两端温度t和t0而变化，该电路被称为原型热电偶。 在实际应用中，将a、b的一端焊接，作为热电偶的测量端放置在被测量温度t，将参照端分开，用引线与显示器连接，稳定地保持参照端接点温度t0。 显示器测量的电位根据被测量温度只变化t。 在热电偶电路中插入第三金属材料的情况下，如果该材料的两个接点的温度相同，则热电偶产生的热电势不变化，即不受第三金属访问电路的影响。 因此，测温热电偶时，如果访问测量仪器，测量热电势，则可以知道被测量介质的温度。 根据热电势与温度函数的关系。 可以创建热电偶索引表。 分度表是在自由端温度To=0℃的条件下得到的。 不同的热电偶有不同的刻度表。 理论上，任何两种导体都可以制作热电偶，但实际上并非所有材料都可以制作热电偶，因此热电偶材料需要满足以下要求: (1)热电偶材料受到温度作用而产生高的热电势， 热电势与温度的关系zui呈线性或近似线性的一值函数关系(2)测量高温度，可应用于广泛的温度范围，长期使用后，物理、化学性能及热电特性稳定的(3)材料电阻温度系数小，电阻率高，导电性能好， 热容量要求小，重现性好，大量生产和更换容易，制定统一分度表容易，(4)机械性能好，材质均匀，(5)资源丰富，价格便宜。 (1)构成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；(2)两个热电极必须相互绝缘，防止短路；(3)补偿引线与热电偶自由端的连接必须简单可靠 热电偶温度计的特点是: (1)测量精度高。 由于热电偶直接与被测对象接触，因此不受中间介质的影响。 (2)测量范围广。 通常的热电偶可以从-50~+1600℃连续测量，特定的特殊热电偶zui可以测量到-269℃(例如铁镍铬合金)，zui可以测量到+2800℃(例如钨-铼)。 (3)结构简单，使用方便。 热电偶通常由两种不同的电线组成，且不受大小和开头限制，外面有保护套，使用方便。 热电偶是能够将温度信号转换为热电势信号的感温元件，通过与电气测量仪组合，能够测量所测量的温度。 2、选择热电欧温度计常用的热电偶分为标准热电偶和非标准热电偶2种。 标准热电偶是指国家标准规定了热电势与温度的关系、允许误差、统一的标准尺度的热电偶，有与其配套的显示器。 未标准化的热电偶不及使用范围或数量级标准化的热电偶，一般也没有统一的标度表，主要用于特殊情况下的测量。 标准化热电偶是按照IEC国际标准生产的。 热电偶的分度代号主要有s、r、b、n、k、e、j、t等几种。 其中，s、r、b属于贵金属热电偶，n、k、e、j、t属于贱金属热电偶. s标号的特点是抗氧化性能强，应在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度为1400℃、短期1600℃。 在所有的热电偶中，s索引号的温度等级zui高，通常作为标准热电偶使用的r索引号与s索引号相比热电动势大15%左右，其他性能大致相同的b索引号在室温下热电动势极小，因此在测定时不需要补偿引线。 其长期使用温度为1600℃、短期1800℃。 可在氧化性或中性气氛下使用，也可在真空条件下短期使用。 n索引号的特点是1300℃时高温抗氧化能力强，热电动势的长期稳定性和短期热循环的再现性好，耐核辐射和耐低温性能好，可部分替代s索引号热电偶的k索引号的特点是抗氧化性能强，应在氧化性、惰性气氛中连续使用 所有热电偶都广泛使用zui。e索引号的特征是常用热电偶中热电动势zui大，即灵敏度zui高。 优选在氧化性、惰性气氛中连续使用，使用温度为0-800℃； j索引号的特征在于，由于可以在氧化性气氛(使用温度上限750℃)和还原性气氛(使用温度上限950℃)中使用，因此，能够抵抗H2和CO气体的腐蚀，在精油和化学工业中经常使用的t索引号的特征在于，在所有的廉价的金属热电偶中中等程度zui高，通常为300℃以下 热电偶的材料一般是贵重的(特别是采用贵金属时)，从测温点到仪表的距离较远，为了节约热电偶的材料，降低成本，通常使用补偿导线将热电偶的冷端(自由端)延长到温度比较稳定的控制室，并与仪表端子连接。 必须指出，热电偶补偿导线的作用只是将热电偶的冷端子移动到控制室的仪表端子，不能消除冷端子的温度变化对测温的影响，不能进行补偿。 因此，为了补偿冷却温度t0&ne，还需要其他修正方法，对0℃下的测温产生影响。 使用热电偶补偿导线时，要注意形式一致，不能搞错极性，补偿导线和热电偶连接端的温度不得超过100℃。 冷温度补偿器的形式与热电偶的形式一致，在规定的温度范围内必须使用的冷温度补偿器与热电偶连接时，根据不得不错过极性的补偿器的平衡点温度来调整仪表的起始点，在具有指示平衡点温度的自动补偿机构的显示仪表上不安装补偿器的补偿器必须定期进行检查和检定。 热电偶温度计在工业生产中应用非常广泛，热电偶的选择首先根据被测温度的上限，根据必须正确选择热电偶的热电极和保护套的被测对象的结构和安装特性，选择热电偶的规格和尺寸。 热电偶在结构上可分为普通工业型、套管型、特殊型等。 一般的工业型热电偶，1 .铂铑10一铂热电偶:属于贵金属热电偶，正极为铂铑合金，负极为铂，短期工作温度为1600℃，长期工作温度为1300℃，物理、化学稳定性好，一般用于高精度的高温测定。 但材料高，热电势小，分度代号为s。 2、镍铬合金热电偶:不是贵重金属中性能zui稳定的一种，应用广泛，极为镍铬合金。 短期工作温度为1200℃，长期工作温度为900℃。 该热电偶的热电势比前一热电偶大4倍至5倍，且线性好，误差一般为(6-8)℃。 但是，热电极难以制作均匀，容易氧化，稳定性差。 分度代号为k。 3 .镍铬热电偶:正极为镍铬合金，短期工作温度为800℃，长期工作温度为60℃。 热电势zui大的热电偶，测量精度高，但容易氧化。 分度代号为e。 4 .铜一康铜热电偶:这是低温常用的热电偶，测量温度范围(-200-+200)℃，稳定性好，低温灵敏度高，价格便宜。 分度代号为t。 铠装热电偶是由热电极、绝缘材料和金属护套三者组合加工而成，具有细长，可在使用中根据测量需要弯曲，热情小，在热接点的热容量小，寿命长，适应性强等特点，应用广泛。 在实际使用时，要特别注意使用补偿代码。 通常，连接在仪表与端子箱之间的补偿导线与热电特性所使用的热电偶相同或接近，因此连接在热电偶上不会产生大的附加热电势，不会影响热电偶电路的总热电势。 如果使用普通导线代替补偿导线，则无补偿作用，测温的准确性降低。 因此，以使用单位安装计量配线时，补偿导线与热电偶连接时，请勿反极性。 相反，测温误差变大。 在实际测量中，如果测量值偏离实际值，则热电偶的安装位置会变得不适当，此外，热电偶的导线可能会被氧化，或者在热电偶测量端的焊接点出现砂砾。 3、热电偶温度计的设置热电偶和热阻温度计是接触式温度计，其不可替代的优点成为工矿企业和科研院所常用的温度计。 正确安装热电偶和热阻传感器是保证其测量精度和寿命的重要因素。 根据平时的使用情况，介绍一些常见的安装方法，为大家的实际工作提供参考。 首先，热电偶和热电阻的安装应尽量垂直，保护套管不会在高温下变形，但有流速时，必须向被测介质的流动方向插入，保证测温元件和流体的充分接触，保证测量精度。 另外，热电偶和热电阻应尽量设置在有保护层的配管内，以防止热的散失。 接着，热电偶和测温电阻体设置在负压配管上时，测量处必须确保良好的密封性，防止外部空气的侵入，降低读取值。 热电偶和热电阻传感器设置在室外时，请将热电偶和热电阻传感器的端子箱的面罩向上，将输入口向下，以免雨水和灰尘进入端子箱，以免热电偶和热电阻端子箱内的配线影响测量精度。 要仔细检查热电偶和测温电阻温度计各处的接线情况。 特别是热电偶温度计由于补偿导线的材料硬度较高，容易从接线端脱落而引起断线故障，因此要仔细检查，以免导线顺利接触温度计的导线，获得正确的测量温度。 热电偶应尽可能靠近要测量的温度控制点。 为了防止热量沿着热电偶传递，或者防止保护管对被测温度产生影响，热电偶必须浸渍在测量流体中，深度至少应为直径的10倍。 测量固体温度时，热电偶必须与材料紧密接触或紧密接触。 为了将热传导误差减小到zui，请减小接点附近的温度梯度。 用热电偶测量配管内的气体温度时，如果配管壁的温度显着高或低，热电偶会放射或吸收热量，使被测温度显着变化。 在这种情况下，可以采用通过辐射屏蔽使温度接近气体温度的所谓屏蔽式热电偶。 在选择测温点时必须具有代表性。 例如，在测定配管中的流体温度时，热电偶的测定端位于配管中的流速zui较大的地方。 一般来说，热电偶保护套的末端应越过流速中心线。