熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點是:
?、贉y量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。
?、跍y量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量,某些特殊熱電偶最低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),最高可達+2800℃(如鎢-錸)。
③構(gòu)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。
將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來,構(gòu)成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。
常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調(diào)用標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶,有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化熱電偶,一般也沒有統(tǒng)一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量。
我國從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn),并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設計型熱電偶。
熱電偶是一種能量轉(zhuǎn)換器,將熱能轉(zhuǎn)換為電能,用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度,測量0~1800℃中的液體、氣體介質(zhì)及固體表面溫度。對于熱電偶的熱電勢,應注意如下幾個問題:
1、熱電偶所產(chǎn)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(guān),只與熱電偶材料的成分和兩端的溫差有關(guān);
2、熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差,而不是熱電偶冷端與工作端,兩端溫度差的函數(shù);
3、當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成分確定后,熱電偶熱電勢的大小,只與熱電偶的溫度差有關(guān);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(shù)。將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來,構(gòu)成一個閉合回路,如圖所示。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。
熱電偶熱電阻安裝注意點:
(1)熱電偶和熱電阻應盡量垂直裝在水平或垂直管道上,安裝時應有保護套管,以方便檢修和更換。
(2)熱電偶的冷端應處在同一環(huán)境溫度下,應使用同型號的補償導線,且正負要接對。
(3)測量管道內(nèi)溫度時,元件長度應在管道中心線上(即保護管插入深度應為管徑的一半)。
(4)溫度動圈表安裝時,開孔尺寸要合適,安裝要美觀大方。
(5)高溫區(qū)使用耐高溫電纜或耐高溫補償線。
(6)要根據(jù)不同的溫度選擇不同的測量元件。一般測量溫度大于100℃時,應選擇熱電偶,小于100℃時選擇熱電阻。
(7)接線要合理美觀,表針指示要正確。
熱電偶測溫元件安裝要求:
(1)熱電偶安裝地點要選擇在便于施工維護,而且不易受到外界損傷的位置。
(2)承受壓力的熱電偶,其密封面必須密封良好。
(3)熱電偶安裝位置應盡可能保持垂直,以防止保護管在高溫下變形。在被測介質(zhì)有流速的情況下,應使其處于管道中心線上,而且與被測流體的方向相對。有彎道的應量安裝在管道彎曲處。
(4)熱電偶接線盒的蓋子應盡量向上,防止被水浸入。
(5)熱電偶的插入深度可按實際需要決定,但浸入被測介質(zhì)中的長度應大于保護管外徑的8-10倍。
(6)熱電偶露在設備外的部分要盡量短并應加保溫層,以減小熱量損失和測量誤差。
(7)熱電偶安裝在負壓管道或容器上時,安裝處要密封良好。
(8)熱電偶在管道上安裝時,要在管道上加裝插座,插座材料要與管道材料一致。
(9)熱電偶裝在具有固體顆粒和流速很高的介質(zhì)中時,為了防止長期受沖刷而損壞,可在前面加裝保護板。