馬弗爐,高溫爐,箱式爐,臺車爐,退火爐,管式爐,升降路中的熱電偶有K型、S型、R型 B型…等等不同規格,兩種不同成份的導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路,當接合點的溫度不同時,在回路中就會產生電動勢,這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的,其中,直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端),另一端叫做冷端(也稱為補償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,
馬弗爐,高溫爐,箱式爐,臺車爐,退火爐,管式爐,升降路中的熱電偶有K型、S型、R型 B型…等等不同規格,
兩種不同成份的導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路,當接合點的溫度不同時,在回路中就會產生電動勢,這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的,其中,直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端),另一端叫做冷端(也稱為補償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢。
熱電偶測溫的應用原理 熱電偶是工業上常用的溫度檢測元件zhi一。其優點是:
測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質的影響。
測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續測量,某些特殊熱電偶低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),高可達+2800℃(如鎢-錸)。
構造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護套管,用起來非常方便。
熱電偶實際上是一種能量轉換器,它將熱能轉換為電能,用所產生的熱電勢測量溫度,對于熱電偶的熱電勢, 應該注意以下基本概念:
熱電偶的熱電勢是熱電偶兩端溫度函數的差,而不是熱電偶兩端溫度差的函數;
熱電偶所產生的熱電勢的大小,當熱電偶的材料是均勻時,與熱電偶的長度和直徑無關,只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關;
當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后,熱電偶熱電勢的大小,只與熱電偶的溫度差有關;若熱電偶冷端的溫度保持一定,這熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數。
常用熱電偶絲材及其性能
1、鉑銠10-鉑熱電偶(S型,也稱為單鉑銠熱電偶)Orton使用的就是這種熱電偶
該熱電偶的正極成份為含銠10%的鉑銠合金,負極為純鉑;它的特點是:
熱電性能穩定、抗氧化性強、宜在氧化性氣氛中連續使用、*使用溫度可達1300℃,超達1400℃時,即使在空氣中、純鉑絲也將會再結晶,使晶粒粗大而斷裂;
精度高,它是在所有熱電偶中,準確度等級高的,通常用作標準或測量較高的溫度;
使用范圍較廣,均勻性及互換性好;
主要缺點有:微分熱電勢較小,因而靈敏度較低;價格較貴,機械強度低,不適宜在還原性氣氛或有金屬蒸汽的條件下使用。
2、鎳鉻-鎳硅(鎳鋁)熱電偶(K型)
該熱電偶的正極為含鉻10%的鎳鉻合金,負極為含硅3%的鎳硅合金(有些國家的產品負極為純鎳)。可測量0~1300℃的介質溫度,適宜在氧化性及惰性氣體中連續使用,短期使用溫度為1200℃,*使用溫度為1000℃,其熱電勢與溫度的關系近似線性,價格便宜,是目前用量大的熱電偶。
K型熱電偶是抗氧化性較強的jian金屬熱電偶,不適宜在真空、含硫、含碳氣氛及氧化還原交替的氣氛下裸絲使用;當氧分壓較低時,鎳鉻極中的鉻將擇優氧化,使熱電勢發生很大變化,但金屬氣體對其影響較小,因此,多采用金屬制保護管。
K型熱電偶的缺點:
熱電勢的高溫穩定性較N型熱電偶及貴重金屬熱電偶差,在較高溫度下(例如超過1000℃)往往因氧化而損壞;
在250~500℃范圍內短期熱循環穩定性不好,即在同一溫度點,在升溫降溫過程中,其熱電勢示值不一樣,其差值可達2~3℃;
負極在150~200℃范圍內要發生磁性轉變,在室溫至230℃范圍內分度值往往偏離分度表,尤其是在磁場中使用時往往出現與時間無關的熱電勢干擾;
*處于高通量中系統輻照環境下,由于負極中的錳(Mn)、鈷(Co)等元素發生蛻變,使其穩定性欠佳,致使熱電勢發生較大變化。
3、鎳鉻硅-鎳硅熱電偶(N型) Orton的低溫膨脹儀上使用的就是這種熱電偶
該熱電偶的主要特點是:在1300℃以下調溫抗氧化能力強,*穩定性及短期熱循環復現性好,耐核輻射及耐低溫性能好,另外,在400~1300℃范圍內,N型熱電偶的熱電特性的線性比K型偶要好;但在低溫范圍內(-200~400℃)的非線性誤差較大,同時,材料較硬難于加工。
4、鉑銠30-鉑銠6熱電偶(B型)
該熱電偶的正極是含銠30%的鉑銠合金,負極為含銠6%的鉑銠合金,在室溫下,其熱電勢很小,故在測量時一般不用補償導線,可忽略冷端溫度變化的影響;*使用溫度為1600℃,短期為1800℃,因熱電勢較小,故需配用靈敏度較高的顯示儀表。
B型熱電偶適宜在氧化性或中性氣氛中使用,也可以在真空氣氛中的短期使用;即使在還原氣氛下,其壽命也是R或S型的10~20倍;由于其電極均由鉑銠合金制成,故不存在鉑銠-鉑熱電偶負極上所有的缺點、在高溫時很少有大結晶化的趨勢,且具有較大的機械強度;同時由于它對于雜質的吸收或銠的遷移的影響較少,因此經過*使用后其熱電勢變化并不嚴重、缺點價格昂貴。
5、銅-銅鎳熱電偶(T型)
T型熱電電偶,該熱電偶的正極為純銅,負極為銅鎳合金(也稱康銅),其主要特點是:在jian金屬熱電偶中,它的準確度高、熱電極的均勻性好;它的使用溫度是-200~350℃,因銅熱電極易氧化,并且氧化膜易脫落,故在氧化性氣氛中使用時,一般不能超過300℃,在-200~300℃范圍內,它們靈敏度比較高,銅-康銅熱電偶還有一個特點是價格便宜,是常用幾種定型產品中便宜的一種。
6、鐵-康銅熱電偶(J型)
J型熱電偶,該熱電偶的正極為純鐵,負極為康銅(銅鎳合金),具特點是價格便宜,適用于真空氧化的還原或惰性氣氛中,溫度范圍從-200~800℃,但常用溫度只是500℃以下,因為超過這個溫度后,鐵熱電極的氧化速率加快,如采用粗線徑的絲材,尚可在高溫中使用且有較長的壽命;該熱電偶能耐氫氣及一氧化碳等氣體的腐蝕,但不能在高溫(例如500℃)含硫的氣氛中使用。
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