.热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,是由两种不同成分的导体两端接合成回路时,当两接合点热电偶温度不同时,就会在回路内产生热电流。如果热电偶的工作端与参比端存有温差时,显示仪表将会指示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。热电偶的热电动热将随着测量端温度升高而增长,它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关,与热电极的长度、直径无关。
热电偶的安装要求:对热电偶与热电阻的安装,应注意有利于测温准确,安全可考及维修方便,而且不影响设备运行和生产操作.要满足以上要求,在选择对热电偶和热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下几点:1、为了使热电偶和热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换,应合理选择测点位置,尽量避免在阀门,弯头及管道和设备的死角附近装设热电偶或热电阻.2、带有保护套管的热电偶和热电阻有传热和散热损失,为了减少测量误差,热电偶和热电阻应该有足够的插入深度:
标准型热电偶种类有:铂锗。铂热电偶;铂锗30一铂铭热电偶;镍铬一铺澡硅(锐铬一镍铝)热电偶;镍铭一考铜热电偶;铜一康铜热电偶;
(1)铂锗。铂热电偶:它属于贵金属热电偶,其正极是铂铭合金,水表其成分比例为90%铂:10%锗,负极是纯铂丝。铂锗。铂热电偶优点是物理化学稳定性好,在氧化性和中性介质中使用有相当好的稳定性,可以保证较高的测皿精度,目前规定用来作为实用温标中630.741---1064.43t范围内复现温标的基准仪器。但这种热电偶的热电势较小,测份温度时要用较高灵敏度的显示仪表;热电性能的非线性也较大;不适宜在金属蒸汽。金属氧化物。二氧化硅及碳。氢等还原介质中使用。否则容易变质损坏。此时应选用可靠的保护管套;另外,价格较贵,偶丝直径一般为0.5mm。本身阻值较大,机械强度低。一般用于精密测说和作基准仪器。它的分度号为S。
(2)铂锗30一铂铭热电偶:它也属于贵金属热电偶。其正极为30%铭的铂佬合金。负极为6%锗的铂锗合金。这种热电偶具有铂锗一热电隅的优点,长期使用温度为1600IC,短期使用可达8001。但热电势较小,室温附近热电势极小,如ELL(25.0)=-25V,因此,冷端溢度在40℃以下时可不进行温度修正或补偿,它的分度号为B。
(3)镍铬一铺澡硅(锐铬一镍铝)热电偶:它是贱金属热电偶中性能zui稳定的一种,在工业部门得到zui广泛的应用,其分度号为K(EU-2)。这种热电偶的优点在于:高温下有较强的抗氧化及抗腐蚀能力;与铂锗一铂热电偶相比,其分度曲线近似为直线;输出热电势大,在相同温差下比铂锗一铂热电偶大4-5倍;由于电极属非贵金属,故电极直径约为3mm,使得强度大,寿命长,电阻值小。镍铬一镍铝热电偶的主要缺点是:在高温下(500℃以上)易受还原介质的腐蚀,水表使用实践表明,负极锐铝在较高溢度下长期使用时,容易氧化稳定性较差,我国用镍硅代竹镍铝作负极,即镇97%,硅25%锰0.5%。使其抗氧化能力及热电性能的稳定性都有所提高,分度表与镍铬-长铝通用。
(4)镍铭一考铜热电偶:这种热电偶适于还原性介质的温度测份;在标准分度的热电偶中是热电势zui大的一种,如600℃时,有66.4mV;热电特性近似线性。测贡精度较高;价格便宜,因而在工业中应用广泛。它的主要缺点是:不适于高温测量,长时间使用上限温度仅为6001C,短时间测份可达8000;负极含有约50%的铜。易于氧化而变质;此外,电极材料成分含份比例不易保证,复制性较差,它的分度号为EA-2。
(5)铜一康铜热电偶:这种热电偶主要用于一200~3001范围内的温度测量中,标准孔板是常用的低温热电偶,其分度号为T(CK)。铜~康铜热电偶的热电势与温度的关系在℃以上近似成线性,且灵敏度较高(0.045mV/t),0℃以下灵敏度有所降低,线性也变差。但钢极容易级化,使用温度上限不能起过300t。
非标准型热电偶种类有:钨-翎热电偶,钨-州沫系热电偶,铱铭系热电偶,铁一康铜热电偶,镍钻-铝热电偶等。它们在高温,低温,超低温真空等特殊条件下具有某些特殊的性能,这类热电偶没有统一的分度表。
(1)钨一锌系热电偶:这种热电偶的正极是含锌5%,负极含锌20%的钨锌合金,它的优点是测贡范围广。可从0℃到280℃。热电势与温度的关系近似成直线。热电势较大,价格便宜。钨一袜系热电偶抗氧化能力差,如1mm直径的钨锌丝加热至2800℃不足一分钟,电极被氧化,直径余下0.5mm,因此它不能在载化气氛中使用。在真空或情性气体中工作。温度3000℃以下还具有良好的稳定性。此外这类热电极材料的杂质含It高。复现性差。不同批的热电偶热电特性不同,应单独分度。
(2)镍铬一金铁热电偶:这种热的电偶是一种比较理想的低沮热电偶。其正级为90%镍,10%铬合金。负极为金铁合金。它在低温时的热电势较大,可在2-273K沮度范围内使用,而且热电极材料易于复制。
其它非标准热电偶还有镍钻一镍铝热电偶。测温范围为300-1000℃。它在300℃以下,热电势极小,室温附近输出近乎等于“0”。因此,勿需进行冷端N度修正和补偿。此外,还有双钥热电偶。其热电势大二600℃时约46mV。在真空和情性气氛中长期使用达1600℃,短期可达1700℃。
热电偶选择要求:
根据热电偶应原理,任何两种不同导体都可作为电极配成热电隅,但水表为了确保实际测温时的精度和足够的可靠性,热电偶电极的材料必须有一定的要求,主要要求是:
(1)在测温范围内有较大的热电势.热电势与沮度之间的关系为线性或近似线性且不随时间变化;
(2)在测温范围内要有稳定的物理化学性能,不易被氧化或腐蚀变质;
(3)电阻温度系数要小.电导率要高.熔点要高;
(4)易于复制.要有韧性,便于加工。
*上述要求的热电极材料难以找到,选择电极材料时应根据具体条件决定。