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一、熱電簡介
熱電偶(thermocouple)是偶熱溫度測量儀表中常用的測溫元件,它直接測量溫度,電阻并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢信號,裝配通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的式法溫度。各種熱電偶的蘭式外形常因需要而*不相同,但是熱電它們的基本結(jié)構(gòu)卻大致相同,通常由熱電極、偶熱絕緣套保護(hù)管和接線盒等主要部分組成,電阻通常和顯示儀表、裝配記錄儀表及電子調(diào)節(jié)器配套使用。式法
在工業(yè)生產(chǎn)過程中,蘭式溫度是熱電需要測量和控制的重要參數(shù)之一。在溫度測量中,偶熱熱電偶的電阻應(yīng)用*為廣泛,它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、測量范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號便于遠(yuǎn)傳等許多優(yōu)點(diǎn)。另外,由于熱電偶是一種無源傳感器,測量時(shí)不需外加電源,使用十分方便,所以常被用作測量爐子、管道內(nèi)的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。
二、工作原理
熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),回路中就會(huì)有電流通過,此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢——熱電動(dòng)勢,這就是所謂的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極,溫度較高的一端為工作端,溫度較低的一端為自由端,自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢與溫度的函數(shù)關(guān)系,制成熱電偶分度表;分度表是自由端溫度在0℃時(shí)的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。
在熱電偶回路中接入*三種金屬材料時(shí),只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同,熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變,即不受*三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測溫時(shí),可接入測量儀表,測得熱電動(dòng)勢后,即可知道被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測量溫度時(shí)要求其冷端(測量端為熱端,通過引線與測量電路連接的端稱為冷端)的溫度保持不變,其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測量時(shí),冷端的(環(huán)境)溫度變化,將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性。在冷端采取一定措施補(bǔ)償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補(bǔ)償正常。與測量儀表連接用好補(bǔ)償導(dǎo)線。
三、特點(diǎn)
1、裝配簡單,更換方便;
2、壓簧式感溫元件,抗震性能好;
3、測量精度高;
4、測量范圍大(-200℃~1300℃,特殊情況下-270℃~2800℃);
5、熱響應(yīng)時(shí)間快;
6、機(jī)械強(qiáng)度高,耐壓性能好;
7、耐高溫可達(dá)2800度;
8、使用壽命長。
四、安裝要求
1、為了使熱電偶和熱電阻的測量端與被測介質(zhì)之間有充分的熱交換,應(yīng)合理選擇測點(diǎn)位置,盡量避免在閥門,彎頭及管道和設(shè)備的死角附近裝設(shè)熱電偶或熱電阻。
2、帶有保護(hù)套管的熱電偶和熱電阻有傳熱和散熱損失,為了減少測量誤差,熱電偶和熱電阻應(yīng)該有足夠的插入深度:
(1)對于測量管道中心流體溫度的熱電偶,一般都應(yīng)將其測量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝).如被測流體的管道直徑是200毫米,那熱電偶或熱電阻插入深度應(yīng)選擇100毫米;
(2)對于高溫高壓和高速流體的溫度測量(如主蒸汽溫度),為了減小保護(hù)套對流體的阻力和防止保護(hù)套在流體作用下發(fā)生斷裂,可采取保護(hù)管淺插方式或采用熱套式熱電偶,淺插式的熱電偶保護(hù)套管,其插入主蒸汽管道的深度應(yīng)不小于75mm;熱套式熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)插入深度為100mm;
(3)假如需要測量是煙道內(nèi)煙氣的溫度,盡管煙道直徑為4m,熱電偶或熱電阻插入深度1 m即可;
(4)當(dāng)測量原件插入深度*過1m時(shí),應(yīng)盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護(hù)套管。
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