热电偶测量温度的结构和类型
资讯- 热电偶的工作原理和类型概述: zui在工业测温中广泛应用的温度传感器之一，热电偶与铂电阻一起约占温度传感器总体的60%，热电偶通常与显示仪表等组合使用，在各种生产过程中直接测量-40~1800℃范围内的液态蒸汽和气体介质及固体的表面温度。 热电偶、热阻的工业应用包括:热电偶、护套热电偶、组装热电偶、耐磨热电偶、高温热电偶、贵金属热电偶、铂铑热电偶、防腐蚀热电偶、衬四氟化热电偶、刚玉热电偶、插座热电偶、压缩弹簧热电偶、高压热电偶、多点热电偶、防爆多点热电偶、防水热电偶、手柄热电偶， 补偿引线热电偶、耐磨断路热电偶化学工业用热电偶、直角弯管热电偶、高烙铁热电偶、碳化硅热电偶、端面热电偶、螺纹式热电偶、凸缘式热电偶、特殊热电偶、顶棚热电偶、炉壁热电偶、轴承热电偶、石油化学热电偶、炉管刃热电偶、开裂炉用热电偶、微热电偶、焦炉用热电偶、高炉热风炉热电偶， 电机铁心热电偶、镍铬合金热电偶热套热电偶、热套热电阻体、铂热电阻体、Pt100热电阻体、铜热电阻体、中温中压热电偶、低温低压热电阻体、中温中压热电阻体、锥管热电偶、锥管热电阻体、高温高压热电偶、高温高压热电阻体、k型热电偶、s型热电偶、热电阻体， 套管热阻体、组装热阻体、耐磨损热阻体、防腐蚀热阻体、衬里四氟化热阻体、插座型热阻体冲压弹簧式热阻、高压热阻、防爆热阻、防水式热阻、手柄式热阻、补偿导线式热阻、耐磨损隔热阻、化学工业用热阻、直角弯管热阻、高烙铁热阻、端面热阻、螺纹式热阻 热电偶的工作原理:将两种不同材料的导体或半导体(称为热电偶芯线或热电极)的两端焊接构成一个闭合电路，两导体之间存在温度差时产生电动势，在电路中产生大电流的现象称为热电效应，该电动势称为热电势。 热电偶是利用该原理进行温度测量的，其中直接用于测量介质温度的一端称为工作端(也称为测量端，另一端称为冷端(也称为补偿端) )的冷端与显示器或辅助器连接，显示器表示热电偶产生的热电势。 热电偶实际上是将热能转换为电能，利用产生的热电势测量温度的能量转换器，(1)热电偶的热电势是热电偶的两端温度函数的差，不是热电偶的两端温度差的函数，(2)热电偶产生的热电势的大小， 在热电偶的材料均匀的情况下，与热电偶的长度和直径无关，仅与热电偶材料的成分和两端的温度差有关的(3)在确定了热电偶的两个热电偶芯线的材料成分之后，关于热电偶的热电势的大小，只要仅与热电偶的温度差有关的热电偶的冷端的温度保持恒定，则该热电偶的热电势 热电偶的基本结构:工业测温用热电偶，其基本结构为热电偶导线束、绝缘管、保护管、端子箱等。 另一方面，常用热电偶材料及其性能1、铂铑10-铂热电偶(也称为索引号s、铂铑热电偶)该热电偶的正极成分为含有铑10%的铂铑合金、负极为纯铂； 其特征为: (1)热电性能稳定，耐氧化性强，优选在氧化性气氛中连续使用，长期使用温度达到1300℃，超过1400℃时，在空气中，即使是纯白金线也会再结晶，晶粒变粗大而被破坏，(2)精度高，其在所有的热电偶中精度等级zui高， 通常作为标准使用或测定高温度的(3)使用范围广、均匀性和互换性好的(4)主要缺点是微分热电势小、灵敏度低、价格高、机械强度低，因此不适合在有还原性气氛和金属蒸汽的条件下使用。 2 .铂铑13-铂热电偶(也称为索引号r、单铂铑热电偶)该热电偶的正极含有13%的铂铑合金，负极为纯铂，与s型相比电位率大15%左右，其他性能大致相同，这种热电偶在日本产业界作为高温热电偶zui多， 在中国很少3 .铂铑30-铂铑6热电偶(也称为索引号b、铂铑热电偶)该热电偶的正极是含有铑30%的铂铑合金，负极是含有铑6%的铂铑合金，在室温下热电势小，因此测定时不补偿引线， 能够忽略冷端温度变化的影响的长期使用温度为1600℃，短期为1800℃，热电势小，因此需要并用灵敏度高的显示器。 b型热电偶适合在氧化性或中性气氛中使用，即使在可以在真空气氛中短期使用还原气氛下，其寿命为r或s型的10~20倍，其电极由铂铑合金构成，因此存在铂铑-铂热电偶的负极上的所有缺点，高温时大的结晶化倾向少， 且具有较大的机械强度，同时由于对杂质的吸收和铑的迁移的影响较小，长期使用后，热电势的变化不严重，缺陷价格高(相对于铂铑)。 4、镍铬合金(镍铝)热电偶(指数编号k )该热电偶的正极为含铬10%的镍铬合金，负极为含硅3%的镍铬合金(在一些国家为负极为纯镍)。 可测定0~1300℃的介质温度，适用于氧化性及惰性气体中的连续使用，短期使用温度为1200℃，长期使用温度为1000℃，热电势与温度的关系基本为线性，廉价，是目前使用量zui较大的热电偶。 k型热电偶是耐氧化性强的贱金属热电偶，在真空、含硫、含碳气氛和氧化还原交替的气氛下裸线使用不理想的氧分压低时，镍铬电极中的铬优先氧化，热电势变化很大，但金属气体的影响小，因此多采用金属制保护管。 k型热电偶的缺点: (1)热电势的高温稳定性比n型热电偶或贵金属热电偶差，在高温度(例如超过1000℃)下多因氧化而破损(在250~500℃的范围内短期的热循环的稳定性差，即在同一温度点，在升温降温过程中， 该热电势的显示值不同，其差能够达到2~3℃)该负极在150~200℃的范围内发生磁性变化，在室温230℃的范围内，从分度表的分度值偏离的情况较多，特别是在磁场中使用的情况下， 经常发生与时间无关的热电势干扰(4)长期处于高吞吐量的系统照射环境下，负极中的锰( Mn )、钴( Co )等元素发生脱变，稳定性差，因此热电势发生较大变化。 5、镍硅热电偶(指数编号n )该热电偶的主要特征在于，在1300℃以下温度调节的抗氧化能力强，长期稳定性及短期热循环再现性好，耐放射能及耐低温性能好，另外，在400~1300℃的范围内，n型热电偶的热电特性的线性优于k型偶数 6、铜-铜镍热电偶(分度代号T)T型热电偶，其热电偶正极为纯铜，负极为铜镍合金(也称为康铜)，其主要特征是，贱金属热电偶，其精度高，热电极的均匀性好，其使用温度为-200~350℃，铜热电偶容易氧化， 由于氧化膜容易剥离，因此在氧化性气氛中使用时，一般不得超过300℃，在-200~300℃的范围内灵敏度高，铜-康铜热电偶具有价格便宜，在常用的定型品中zui便宜的特征。 7、铁-康铜热电偶(分度编号J)J型热电偶，该热电偶的正极为纯铁，负极为康铜(铜镍合金)，价格低廉，适用于真空氧化还原或惰性气氛，温度范围为-200~800℃，常用温度为500℃以下。 超过该温度时，铁热电极的氧化速度变快，如果采用粗线径的线材，则还能够在高温下使用，长寿命的该热电偶能够耐受氢( H2)和一氧化碳( CO )气体的腐蚀，但在高温(例如500℃)的含有硫( s )的气氛中不能使用。 8、镍铬合金(康铜)热电偶(分度号E)E型热电偶是新产品，其正极为镍铬合金，负极为铜镍合金(康铜)，zui的特征在于常用热电偶中热电势zui大，即灵敏度zui高，其应用范围不及k型偶数，但灵敏度高， 在导热系数低、容许大电阻的条件下经常选择的使用中的限制条件与k型相同，但对包括高湿度环境在内的腐蚀不太敏感。 除以上8种常用热电偶外，非标准化热电偶还有钨铼热电偶、铂铑系热电偶、铱锗系热电偶、铂钼系热电偶和非金属材料热电偶等。 下表列出常用热电偶的材料规格与线径使用温度的关系:热电偶指数编号热电极材料线径与作用温度的关系(℃)正极负极线径( mm )长期短期铂铑10纯铂&Phi； 0.513001600R铂铑13纯铂&Phi； 0.513001600B铂铑30铂铑6&Phi； 0.516001800K镍铬合金&Phi； 1.28001000&Phi； 2.511001200&Phi； 3.212001300N镍铬合金&Phi； 1.28001000&Phi； 2.511001200&Phi； 3.212001300E镍铬合金&Phi； 1.2550650&Phi； 2.0650750&Phi； 3.2750850T纯铜镍&Phi； 1.6300350J铁铜镍&Phi； 2.04005003&Phi； . 2500600、绝缘管该热电偶的工作端需要牢固焊接，热电极间需要用绝缘管保护。 热电偶的绝缘材料很多，基本上分为有机和无机绝缘两种，高温端的绝缘物必须采用无机物。 通常，选择粘土质绝缘管在1000以下、氧化铝管在1300以下、刚玉管在1600以下。 三、保护管保护管的作用是，由于热电偶的电极不直接与被检测介质接触，不仅能延长热电偶的寿命，还能起到提高热电偶强度的作用，因此，热电偶的保护管和绝缘选择是否适当直接影响热电偶的寿命和测量的准确性，作为保护管采用的材料主要分为金属和非金属两类。 江苏省苏科仪表有限公司:/86881908 China-suke