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产品知识

热电偶简介

发布时间:2024-05-07 14:00:57 人气:1185

什么是热电偶?

热电偶是一种温度传感器,它由两条不 同的金属线组成,一端结合在一起,另 一端连接到热电偶温度计或其他支持热 电偶的设备上。正确配置后,热电偶可 进行各种

温度范围的温度测量。其原理是将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路.当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电

动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。


如何选择热电偶类型?

热电偶的选择依据通常包括以下条件:

  • • 温度范围

  • • 精度

  • • 工艺兼容性
    (化学和机械)

  • • 仪器兼容性

如何知道要选择的连接点类型?

金属护套热电偶有三种连接点类型:接 地型、非接地型和外露型。

工作环境——典型的护套材质

材质最高 温度应用环境
氧化气体氢气真空惰性气体
304、310、316 和321不锈钢900°C (1650°F)很好较好很好很好
Inconel®6001150°C (2100°F)很好较好很好很好
Super OMEGACLAD™XL1335°C (2440°F)极好较好很好很好
铂 铑合金1650°C (3000°F)很好较差较差较差
2200°C (4000°F)不推荐一般较好一般
2300°C (4200°F)不推荐不推荐较好不推荐


到底什么是热电偶?热电偶如何工作?

在选择热电偶之前,我们需要回答以下问题。

  • 1) 您想测量的温度范围以及温度上限和下限是 多少?

  • 2) 打算测量什么物体的温度?

  • 3) 测量环境会对我使用的热电偶类型有怎样的影响? 在安装选用的热电偶之前,要确保它满足以下条件:

  • a) 适当的温度范围

  • b) 热电偶或护套材料(对于带有护套的探头)抗化学 腐蚀

  • c) 如有必要,正确接地(在与接地的带护套探头配合 使用时,许多仪器都存在接地回路问题)

  • d) 耐磨

  • e) 抗振

  • f) 浸没

  • 4) 要求的响应时间是多少?
    外露接点热电偶响应很快,但这种热电偶本身未受到 保护,会遭受环境腐蚀。另外 ,探头护套直径越小, 响应越快;然而这些窄小探头内部的热电偶线极细, 因此探头无法承受该热电偶类型 的整 个 温 度 范 围 。

  • 5) 有现成安装方式吗?
    有没有预先钻好的用于安装热电偶探头的孔,因而限 定了护套的直径?现有测量 设 备 是 否 要 求使用特定热 电偶类型?

  • 6) 测量后热电偶信号用来做什么?
    能不能用自身带1 m (3')长导线的标准过渡连接探头与测量设备相 ?


有哪些不同热电偶类型?

热电偶有不同的金属或"分度"组合。最常见的是J、K、T、E和N型的"基金 属"热电偶。还有一些特殊类型的热电 偶,称为贵金属热电偶,包括R、S和B 型。最高温度热电偶类型是耐火型热电 偶,包括C、G和D型。

每种热电偶样式都包括多种热电偶类型或相异金属的不同组合。 最常用类型如下:

J型(铁—康铜)K型 (CHROMEGA™-ALOMEGA™ )
T型(铜—康铜)E型(CHROMEGA™ —康铜)
N型

处于特定环境中时,以上每种热电偶类型均存在着限制。 下面是保护热电偶的上限温度准则:

类型直径6 mm (1⁄4")
的探头和18 AWG
热电偶线
直径4.8 mm (3⁄16")
的探头和20 AWG
热电偶线
直径 3 mm (1⁄8")
的探头和24 AWG
热电偶线
直径1.6 mm (1⁄16")
的探头和30 AWG
热电偶线
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)

还有专用极高温度热电偶,可测温度高达2300°C (4200°F)。在确定应用类型及相关探头形式后,接 下来重要的是检查和选定符合以上答案 中的要求 的探头款式。请记住:工作温度测量系统是由具 有适当额定温度并对所接触环境具有耐受性的各 零部件组成的,这一点很重要

什么是响应时间?

响应时间又称为传感器时间常数,是指 传感器响应温度上的阶跃变化所需的时 间。响应时间通常是在一定的条件下 进行定义,例如"在流速为每秒3英尺 的水中达到63.2%响应时的时间"。值 63.2%(也称为主时间常数)是最常用 的,但也可能使用值50%和90%。响应 时间是传感器以多快速度指示温度条件 变化的一种比较标准,通常是确定系统 响应时间的组成因素。


外露、接地和非接地接点 指的是什么?

连接点类型是热电偶的另一种分类方法。带外露 接点的热电偶广泛用于要求极快响应时间的气体 温度测量。如果几秒的响应时间是可接受的,带 小直径护套的接地接点探头就可以满足要求。除 上述环境限制外,外露接点探头还必须符合裸 露 小直径热电偶线的额定温度下限。

非接地热电偶探头或带非接地接点的热电偶探头指测量端与护套(通常为 不锈钢或Inconel)之间存在电气绝缘的探头。在存在电噪声的场 合 中 测 量 时,这种探头极具优势。护套可能电气接地,为电噪声的传输提供了一条低 阻抗路径,使测量结果保持可靠精确。 非接地探头的响应时间可能略微长一 些,但与小直径护套(如1.6 mm (1⁄16"))的外露接点和接地接点探头相比, 这种差别很小。接地型探头允许热电偶连接点接触护套端部,具有响应时间 短与密封护套保护的双重优势。


接地

测量静态或流动腐蚀性气体和液体温 度时以及在高压应用场合,建议使用 接地接点。接地热电偶连接点焊接到 保护套上,从而使响应速度高于非接 地接点类型。


非接地

在腐蚀性环境中进行测量时,建议使 用非接地接点,而且使热电偶与 护套电气隔离并通过护套进行屏蔽。 焊接线热电偶本身已通过氧化镁粉末 (软)与热电偶护套绝缘。


外露

测量需要较短响应时间的静态或流动 的非腐蚀性气体温度时,建议使用外 露接点。这种连接点超出了金属保护 套,可实现快速、准确的响应。护套 绝缘层在连接点超出的位置进行密 封,以防止可能导致误差的水分或 气体渗入。

常用热电偶分度号有哪些?


常用的热电偶分度号有R、B、S、K、T、E、N。

1、首先目测从粗细分:R、B、S、是贵金属组成,线径细;K、T、E、N是普通金属,线径粗。

2、其次是加热测量其输出热电势【大约数据】:

对粗线径的,加热100℃时,K的热电势为4.095mV;E的热电势为6.317mV;N的热电势为2.774mV;T的热电势为4.277mV;

对线径细的,加热1000℃时B的热电势为4.833mV;R的热电势为13.316mV,S的热电势为9.586mV。

 

PS:如果无法判断线径的粗细,就直接加热测量热电势,先加热100℃,再加热1000℃,因为E、T型无法承受1000℃

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