『壹』 熱電偶,一般用在什麼地方
熱電偶一般用在化工煉油等生產過程中廣泛使用。
熱電偶(thermocouple)是溫度測量儀表中常用的測溫元件,它直接測量溫度,並把溫度信號轉換成熱電動勢信號,通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度。
各種熱電偶的外形常因需要而極不相同,但是它們的基本結構卻大致相同,通常由熱電極、絕緣套保護管和接線盒等主要部分組成,通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調節器配套使用。
工作原理:
當有兩種不同的導體或半導體A和B組成一個迴路,其兩端相互連接時,只要兩結點處的溫度不同,一端溫度為T,稱為工作端或熱端,另一端溫度為T0 ,稱為自由端(也稱參考端)或冷端,迴路中將產生一個電動勢,該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關。
這種現象稱為「熱電效應」,兩種導體組成的迴路稱為「熱電偶」,這兩種導體稱為「熱電極」,產生的電動勢則稱為「熱電動勢」。
熱電動勢由兩部分電動勢組成,一部分是兩種導體的接觸電動勢,另一部分是單一導體的溫差電動勢。
『貳』 什麼是熱電偶,它的工作原理是什麼
熱電偶(thermocouple)是溫度測量儀表中常用的測溫元件,它直接測量溫度,並把溫度信號轉換成熱電動勢信號,通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度。
熱電偶工作原理:
兩種不同成份的導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成迴路,當接合點的溫度不同時,在迴路中就會產生電動勢,這種現象稱為熱電效應,而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,對於熱電偶的熱電勢,應注意如下幾個問題:
(1)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;
(2)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;
(3)當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定後,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,這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數。
熱電偶的基本構造:
工業測溫用的熱電偶,其基本構造包括熱電偶絲材、絕緣管、保護管和接線盒等。
一、常用熱電偶絲材及其性能
1、鉑銠10-鉑熱電偶(分度號為S,也稱為單鉑銠熱電偶)
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:
(1)熱電性能穩定、抗氧化性強、宜在氧化性氣氛中連續使用、長期使用溫度可達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;
(2)精度高,它是在所有熱電偶中,准確度等級最高的,通常用作標准或測量較高的溫度;
(3)使用范圍較廣,均勻性及互換性好;
(4)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、鉑銠13-鉑熱電偶(分度號為R,也稱為單鉑銠熱電偶)
該熱電偶的正極為含13%的鉑銠合金,負極為純鉑,同S型相比,它的電勢率大15%左右,其它性能幾乎相同,該種熱電偶在日本產業界,作為高溫熱電偶用得最多,而在中國,則用得較少;
3、鉑銠30-鉑銠6熱電偶(分度號為B,也稱為雙鉑銠熱電偶)
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;長期使用溫度為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;由於其電極均由鉑銠合金製成,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;同時由於它對於雜質的吸收或銠的遷移的影響較少,因此經過長期使用後其熱電勢變化並不嚴重、缺點價格昂貴(相對於單鉑銠而言)。
4、鎳鉻-鎳硅(鎳鋁)熱電偶(分度號為K)
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℃,長期使用溫度為1000℃,其熱電勢與溫度的關系近似線性,價格便宜,是目前用量最大的熱電偶。
K型熱電偶是抗氧化性較強的賤金屬熱電偶,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,多採用金屬制保護管。
5、鎳鉻硅-鎳硅熱電偶(分度號為N)
該熱電偶的主要特點是:在1300℃以下調溫抗氧化能力強,長期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,材料較硬難於加工。
6、銅-銅鎳熱電偶(分度號為T)
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:在賤金屬熱電偶中,它的准確度最高、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,並且氧化膜易脫落,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最便宜的一種。
7、鐵-康銅熱電偶(分度號為J)
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,適用於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,因為超過這個溫度後,鐵熱電極的氧化速率加快,如採用粗線徑的絲材,尚可在高溫中使用且有較長的壽命;該熱電偶能耐氫氣(H2)及一氧化碳(CO)氣體腐蝕,但不能在高溫(例如500℃)含硫(S)的氣氛中使用。
8、鎳鉻-銅鎳(康銅)熱電偶(分度號為E)
E型熱電偶是一種較新的產品,它的正極是鎳鉻合金,負極是銅鎳合金(康銅),其最大特點是在常用的熱電偶中,其熱電勢最大,即靈敏度最高;它的應用范圍雖不及K型偶廣泛,但在要求靈敏度高、熱導率低、可容許大電阻的條件下,常常被選用;使用中的限制條件與K型相同,但對於含有較高濕度氣氛的腐蝕不很敏感。
『叄』 常用溫度測量儀表有哪幾種
溫度測量儀表按其測量方法可分為兩大類:
⑴ 接觸式測溫儀表。主要有:膨脹式溫度計,熱電阻溫度計和熱電偶溫度計等。
⑵ 非接觸式測量儀表。主要有:光學高溫計、全輻射式高溫計和光電高溫計等。
溫度測量儀表是測量物體冷熱程度的工業自動化儀表。最早的溫度測量儀表,是義大利人伽利略於1592年創造的。
它是一個帶細長頸的大玻璃泡,倒置在一個盛有葡萄酒的容器中,從其中抽出一部分空氣,酒面就上升到細頸內。
當外界溫度改變時,細頸內的酒面因玻璃泡內的空氣熱脹冷縮而隨之升降,因而酒面的高低就可以表示溫度的高低,實際上這是一個沒有刻度的指示器。
度量標准:
各種溫度計產生的同時就規定了各自的分度方法,也就出現了各種溫標,如原始的攝氏溫標、華氏溫標、氣體溫度計溫標和鉑電阻溫標等 。
為了統一溫度的量值,以達到國際通用的目的,國際權度局最早規定以玻璃水銀溫度計為基準儀表,統一用攝氏溫標。
後經數次改革,到1927年改用以熱力學溫度為基礎、以純物質的相變點為定義固定點的國際溫標 ,以後又經多次修改完善。
國際現代通用的溫標是1967年第13次國際權度大會通過的 ,1968年國際實用溫標。它以13個純物質的相變點,如氫三相點,即氫的固、液、氣三態共存點(-259.34℃)。
水三相點(0.01℃)和金凝固點(1064.43℃)等,作為定義固定點來復現熱力學溫度的。
中間插值在-259.34~630.74℃之間 ,用基準鉑電阻;在630.74~1064.43℃之間,用基準鉑銠-鉑熱電偶;在1064.43℃以上用普朗克公式復現。
參考來源-網路-溫度測量儀
『肆』 熱電偶是什麼
熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件,是由兩種不同成分的導體兩端接合成迴路時,當兩結合點熱電偶溫度不同時,就會在迴路內產生熱電流。
如果熱電偶的工作端與參比端存有溫差時,顯示儀表將會指示出熱電偶產生的熱電勢所對應的溫度值。熱電偶的熱電動熱將隨著測量端溫度升高而增長,它的大小隻與熱電偶材料和兩端的溫度有關,與熱電極的長度、直徑無關。
各種熱電偶的外形常因需要而極不相同,但是它們的基本結構卻大致相同,通常由熱電極、絕緣套保護管和接線盒等主要部分組成,通常和顯示儀表,記錄儀表和電子調節器配套使用。
(4)什麼是溫度測量儀表中常用的擴展閱讀:
一、熱電偶的技術優勢:
熱電偶測溫范圍寬,性能比擬穩定;丈量精度高,熱電偶與被測對象直接接觸,不受中間介質的影響;熱響應時間快,熱電偶對溫度變化反響靈活;丈量范圍大,熱電偶從-40~+1600℃均可連續測溫;熱電偶性能牢靠,機械強度好。運用壽命長,裝置便當。
二、熱電偶的結構形式為了保證熱電偶可靠、穩定地工作,對結構要求如下:
1、組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固。
2、兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣,以防短路。
3、補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠。
4、保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離。
參考資料來源:網路-熱電偶