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各种用途中的热电偶知识
发布时间:2016-01-18   点击次数:360次

保证热电偶稳定可靠地工作,结构要求如下:
1)组成热电偶的两个热电极要焊接牢固;
2)两个热电极彼此应很好绝缘,以防短路;
3)补偿导线(或导线)与热电偶自由端的连接要方便可靠;
4)保护管应能保证热电极与有害介相隔离。根据热电偶的用途不同,热电偶常制成以下几种形式:
1.普通型热电偶
    普通型热电偶是应用最多的一种形式,它主要用来测量气体、蒸气和液体等介质的温度,根据测温范围及环境的不同,所用的热电偶电极及保护管的的材料也不同。且由于使用条件基本类似,所以这类热电偶已经标准化、系列化,按其安装时的连接方法可分为螺纹连接和法兰固定两种。
    普通热电偶通常是由接线盒、感温元件和保护套组成。
    热电偶的感温元件是由两根不同成分的电偶丝组成,一端焊接形成测量端,另一端作为参比端固定在具有接线柱的接线座上,以供用户作为连接补偿导线用,在电偶丝上套有绝缘管保证两根偶丝间的电气绝缘。
    保护套是用来保护热电偶感温元件免受被测介质化学腐蚀和机械损伤的装置。保护管必须有下列性能(有金属、非金属、金属陶瓷三种)
    (1)耐高温,在测温上限不发生变形变质,抗氧化性能好。
    (2)耐腐蚀,在具腐蚀性介质中测温保证—定的寿命。
    (3)气密性好,防止有害介质渗入。
    (4)导热性好,减小热电偶的时间常数。
    (5)应有足够的机械强度。
    固定装置有螺纹紧固、固定法兰、活动法兰、焊接等等。
    按线盒是用以固定接线座和作为连接补偿导线的装置,根据被测量温度的对象及现场环境条件,设计有普通型、防溅式、防水式和接插座式等四种结构形式。
    根据接线盒、保护套管和固定装置的结构,普通工业电偶组成了品种繁多的变形结构形式供接需选用。


2.铠装热电偶
    铠装热电偶又称缆式热电偶,是新近发展起来的具有很多优点的特殊结构的热电偶,它由热电极、绝缘材料和保护管加工而成坚实缆状组合体。它具有很大的可挠性,最小弯曲半径通常是热电偶直径的5倍,在同一位置上一般允许以最小弯曲半径弯曲三次。
    其中碰底型特点是:时间常数大,偶丝不外露,不受被测介质腐蚀,寿命较长。适用于测温度较高、反应速度较快、压力较高并有一定腐蚀性的介质。
    不碰底即缘绝型,特点是时间常数更大,偶丝与套电气绝缘,寿命更长。适用于温度高、压力高、强腐蚀、特别是要求电绝缘性能好的电子及计算机生产设备。
    露头型:特点是结构简单,时间常数较小,反应快,但寿命短。适用于测量温度不高,对热电偶不产生腐蚀的介质。
    根据被测介质的温度高低,化学性质以及所需的时间常数的要求来造用不同的测量端。参比端的结构形式、固定装置、接线盒等的结构形式。
    目前铠装热电偶已经系列化,这种热电偶的直径为0.25-12mm,而且可以弯曲或做得很长,铠装热电偶的主要优点是:
    (1)动态响应快,时间常数—般为3-5S。
    (2)由于铠装热电偶测量端头容量小,因此,即使放在热容量较小的被测物体上,也能测得较准确的温度值。
    (3)挠性好,套管材料经退火后,有良好的柔性,所以,适合安装在结构复杂的装置上。
    (4)强度高、耐压、耐振且抗冲击,适用于多种工作状态。
    (5)品种多,长度可达200m,套管外径最细能达0.25mm,除常用的双芯、单芯外,还可作成四芯等多种规格。
    正因为铠装热电偶具有以上优点,因此,它已经广泛应用于航空、原子能、电力、冶金、机械和化工等部门。
    其基本参数为热电偶直径、套管材料、直径与使用温度关系;偶丝直径与电阻关系;安装固定装置尺寸;铠装热电偶的插入长度等。


3.快速消耗型热电偶
    这种热电偶是一种专用热电偶,主要用于测量钢水温度。使用时将此热电偶装在专门的测温枪上,需要测温时,迅速将其插入钢水的200—300mm深处,4-7S即可读数。为了保护石英管,在其前面装有铝保护管.此种热电偶可直接用补偿导线接到专用的快速电子电位差计上,直接读取温度。


4.薄膜热电偶
    薄膜热电偶是用真空蒸镀(或真空溅射)的方法,将热电偶材料沉积在绝缘基板上而成的热电偶。由于采用蒸镀工艺,所以热电偶可以做得很薄,直至微米数量级。该热电偶的特点是热容量很小,响应速度快,时间常数可达μs级,适合于测量微小面积上的瞬变温度。


5.表面热电偶
    表面热电偶主要用来测量圆弧形表面的温度。表面热电偶还有固定螺纹密封式、便携式凸形表面热电偶以及便携式针形热电偶等等。


6.N热电偶
    N热电偶是一种新型镍合金热电偶,是在研究了以往的K热电偶的各种缺点的基础上改进研制而成的。

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