热电偶的应用原理及使用方法

热电偶原理:

热电偶是工业上zui常用的温度检测元件之一。 ①具有测量精度高的优点。 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。 1 .热电偶测温的基本原理是，如图2-1-1所示，焊接2种不同材料的导体或半导体a和b，构成一个闭合电路。 当导体a和b的两个执着点1和2之间存在温度差时，在两者之间产生电动势，在电路中产生大电流的现象被称为热电效应。 热电偶利用这个效果发挥作用。 2、热电偶的种类和结构形成(1)热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶2种。 调用的标准热电偶是指国家标准规定了热电势和温度的关系、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。 标准化热电偶我国自1988年1月1日起，热电偶和热阻均按IEC国际标准生产，将s、b、e、k、r、j、t 7种标准化热电偶指定为中国统一设计型热电偶。 (2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠且稳定地工作，在其结构中①构成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固②两个热电极相互绝缘，必须防止短路③补偿导线与热电偶自由端的连接必须简单可靠 3 .热电偶的冷端的温度补偿，由于热电偶的材料一般是贵重的(特别是采用贵金属的情况)，因此从测温点到计量仪表的距离较远，为了节约热电偶的材料，降低成本，通常采用补偿导线将热电偶的冷端(自由端)延伸到温度稳定的控制室，与计量仪表端子连接 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，为了补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响，需要采用其他的修正方法。 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℃。

正确使用热电偶:

例如，热电偶的安装位置和插入深度不能反映炉膛的真实温度等，换句话说，热电偶不能安装在离门和加热太近的地方。 由于插入深度必须是保护管直径的至少8~10倍，在热电偶的保护套与壁之间未填充绝热物质，因此热电偶保护管与炉壁孔之间的间隙被耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞，冷热空气对流而影响测温准确性，热电偶的冷端过于接近炉体，温度降低 由于热电偶的安装必须尽量避免强磁场和强电场，因此请将热电偶和动力电缆设置在同一管道内，以免干扰进入。热电偶无法设置在被测量介质流动较少的区域，用热电偶测量管道内的气体温度时，请将热电偶设置在流速方向上的相反方向 2、绝缘变差导入的误差，如热电偶绝缘，保护管和导线板的污垢和盐渣过多，热电偶的极间和炉壁之间的绝缘变得不良，在高温下变得更加严重，这不仅引起热电势的损失，还导入噪声，由此引起的误差达到百度 3、热惰性导入的误差由于热电偶的热惰性，仪表的指示值被测定温度的变化延迟，因此在进行快速测定时该影响特别显着。 尽量采用热电极细、保护管直径小的热电偶。 如果允许测温环境，也可以拆下保护管。 由于存在测量延迟，热电偶检测出的温度变动的振幅比炉温变动的振幅小。 测量滞后越大，热电偶的波动振幅越小，与实际炉温的差也越大。 用时间常数大的热电偶测温或控制温度时，仪表显示的温度变动小，但实际炉子的温度变动可能大。 为了准确测量温度，请选择时间常数小的热电偶。 时间常数与传热系数成反比，与热电偶的热端直径、材料密度和比热成正比，为了减小时间常数，除了增加传热系数以外，zui尽量减小热端的尺寸是有效的。 使用通常采用热传导性良好的材料，管壁薄，内径小的保护套管。 在较精密的温度测量中，使用的是没有保护套的裸线热电偶，但热电偶容易破损，请立即进行校正更换。 4、热阻误差为高温时，保护管上有煤灰，附着灰尘时，热阻增加，热传导受阻，此时温度显示值低于被测温度的真值。 因此，应保持热电偶保护管的外部清洁。