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產品知識

熱電偶簡介

發布時間:2024-05-07 14:00:57 人氣:605

什么是熱電偶?

熱電偶是一種溫度傳感器,它由兩條不 同的金屬線組成,一端結合在一起,另 一端連接到熱電偶溫度計或其他支持熱 電偶的設備上。正確配置后,熱電偶可 進行各種

溫度范圍的溫度測量。其原理是將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來,構成一個閉合回路.當導體A和B的兩個執著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產生電

動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。


如何選擇熱電偶類型?

熱電偶的選擇依據通常包括以下條件:

  • ? 溫度范圍

  • ? 精度

  • ? 工藝兼容性
    (化學和機械)

  • ? 儀器兼容性

如何知道要選擇的連接點類型?

金屬護套熱電偶有三種連接點類型:接 地型、非接地型和外露型。

工作環境——典型的護套材質

材質最高 溫度應用環境
氧化氣體氫氣真空惰性氣體
304、310、316 和321不銹鋼900°C (1650°F)很好較好很好很好
Inconel?6001150°C (2100°F)很好較好很好很好
Super OMEGACLAD?XL1335°C (2440°F)極好較好很好很好
鉑 銠合金1650°C (3000°F)很好較差較差較差
2200°C (4000°F)不推薦一般較好一般
2300°C (4200°F)不推薦不推薦較好不推薦


到底什么是熱電偶?熱電偶如何工作?

在選擇熱電偶之前,我們需要回答以下問題。

  • 1) 您想測量的溫度范圍以及溫度上限和下限是 多少?

  • 2) 打算測量什么物體的溫度?

  • 3) 測量環境會對我使用的熱電偶類型有怎樣的影響? 在安裝選用的熱電偶之前,要確保它滿足以下條件:

  • a) 適當的溫度范圍

  • b) 熱電偶或護套材料(對于帶有護套的探頭)抗化學 腐蝕

  • c) 如有必要,正確接地(在與接地的帶護套探頭配合 使用時,許多儀器都存在接地回路問題)

  • d) 耐磨

  • e) 抗振

  • f) 浸沒

  • 4) 要求的響應時間是多少?
    外露接點熱電偶響應很快,但這種熱電偶本身未受到 保護,會遭受環境腐蝕。另外 ,探頭護套直徑越小, 響應越快;然而這些窄小探頭內部的熱電偶線極細, 因此探頭無法承受該熱電偶類型 的整 個 溫 度 范 圍 。

  • 5) 有現成安裝方式嗎?
    有沒有預先鉆好的用于安裝熱電偶探頭的孔,因而限 定了護套的直徑?現有測量 設 備 是 否 要 求使用特定熱 電偶類型?

  • 6) 測量后熱電偶信號用來做什么?
    能不能用自身帶1 m (3')長導線的標準過渡連接探頭與測量設備相 ?


有哪些不同熱電偶類型?

熱電偶有不同的金屬或"分度"組合。最常見的是J、K、T、E和N型的"基金 屬"熱電偶。還有一些特殊類型的熱電 偶,稱為貴金屬熱電偶,包括R、S和B 型。最高溫度熱電偶類型是耐火型熱電 偶,包括C、G和D型。

每種熱電偶樣式都包括多種熱電偶類型或相異金屬的不同組合。 最常用類型如下:

J型(鐵—康銅)K型 (CHROMEGA?-ALOMEGA? )
T型(銅—康銅)E型(CHROMEGA? —康銅)
N型

處于特定環境中時,以上每種熱電偶類型均存在著限制。 下面是保護熱電偶的上限溫度準則:

類型直徑6 mm (1?4")
的探頭和18 AWG
熱電偶線
直徑4.8 mm (3?16")
的探頭和20 AWG
熱電偶線
直徑 3 mm (1?8")
的探頭和24 AWG
熱電偶線
直徑1.6 mm (1?16")
的探頭和30 AWG
熱電偶線
J648°C (1200°F)648°C (1200°F)648°C (1200°F)593°C (1100°F)
K/N1093°C (2000°F)1093°C (2000°F)1093°C (2000°F)982°C (1800°F)
T371°C (700°F)371°C (700°F)371°C (700°F)204°C (400°F)
E982°C (1800°F)648°C (1200°F)648°C (1200°F)648°C (1200°F)

還有專用極高溫度熱電偶,可測溫度高達2300°C (4200°F)。在確定應用類型及相關探頭形式后,接 下來重要的是檢查和選定符合以上答案 中的要求 的探頭款式。請記?。汗ぷ鳒囟葴y量系統是由具 有適當額定溫度并對所接觸環境具有耐受性的各 零部件組成的,這一點很重要

什么是響應時間?

響應時間又稱為傳感器時間常數,是指 傳感器響應溫度上的階躍變化所需的時 間。響應時間通常是在一定的條件下 進行定義,例如"在流速為每秒3英尺 的水中達到63.2%響應時的時間"。值 63.2%(也稱為主時間常數)是最常用 的,但也可能使用值50%和90%。響應 時間是傳感器以多快速度指示溫度條件 變化的一種比較標準,通常是確定系統 響應時間的組成因素。


外露、接地和非接地接點 指的是什么?

連接點類型是熱電偶的另一種分類方法。帶外露 接點的熱電偶廣泛用于要求極快響應時間的氣體 溫度測量。如果幾秒的響應時間是可接受的,帶 小直徑護套的接地接點探頭就可以滿足要求。除 上述環境限制外,外露接點探頭還必須符合裸 露 小直徑熱電偶線的額定溫度下限。

非接地熱電偶探頭或帶非接地接點的熱電偶探頭指測量端與護套(通常為 不銹鋼或Inconel)之間存在電氣絕緣的探頭。在存在電噪聲的場 合 中 測 量 時,這種探頭極具優勢。護套可能電氣接地,為電噪聲的傳輸提供了一條低 阻抗路徑,使測量結果保持可靠精確。 非接地探頭的響應時間可能略微長一 些,但與小直徑護套(如1.6 mm (1?16"))的外露接點和接地接點探頭相比, 這種差別很小。接地型探頭允許熱電偶連接點接觸護套端部,具有響應時間 短與密封護套保護的雙重優勢。


接地

測量靜態或流動腐蝕性氣體和液體溫 度時以及在高壓應用場合,建議使用 接地接點。接地熱電偶連接點焊接到 保護套上,從而使響應速度高于非接 地接點類型。


非接地

在腐蝕性環境中進行測量時,建議使 用非接地接點,而且使熱電偶與 護套電氣隔離并通過護套進行屏蔽。 焊接線熱電偶本身已通過氧化鎂粉末 (軟)與熱電偶護套絕緣。


外露

測量需要較短響應時間的靜態或流動 的非腐蝕性氣體溫度時,建議使用外 露接點。這種連接點超出了金屬保護 套,可實現快速、準確的響應。護套 絕緣層在連接點超出的位置進行密 封,以防止可能導致誤差的水分或 氣體滲入。

常用熱電偶分度號有哪些?


常用的熱電偶分度號有R、B、S、K、T、E、N。

1、首先目測從粗細分:R、B、S、是貴金屬組成,線徑細;K、T、E、N是普通金屬,線徑粗。

2、其次是加熱測量其輸出熱電勢【大約數據】:

對粗線徑的,加熱100℃時,K的熱電勢為4.095mV;E的熱電勢為6.317mV;N的熱電勢為2.774mV;T的熱電勢為4.277mV;

對線徑細的,加熱1000℃時B的熱電勢為4.833mV;R的熱電勢為13.316mV,S的熱電勢為9.586mV。

 

PS:如果無法判斷線徑的粗細,就直接加熱測量熱電勢,先加熱100℃,再加熱1000℃,因為E、T型無法承受1000℃

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