產(chǎn)品概述:
在工業(yè)生產(chǎn)過程中,溫度是需要測量和控制的重要參數(shù)之一。在溫度測量中,熱電偶的應(yīng)用極為廣泛,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。另外,由于熱電偶是一種有源傳感器,測量時不需外加電源,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。
2工作原理
當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個回路,其兩端相互連接時,只要兩結(jié)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,回路中將產(chǎn)生一個電動勢,該電動勢的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”,兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“”,這兩種導(dǎo)體稱為“熱電極”,產(chǎn)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(dǎo)體的接觸電動勢,另一部分是單一導(dǎo)體的溫差電動勢。
回路中熱電動勢的大小,只與組成的導(dǎo)體材料和兩接點的溫度有關(guān),而與的形狀尺寸無關(guān)。當(dāng)兩電極材料固定后,熱電動勢便是兩接點溫度t和t0。的函數(shù)差。
這一關(guān)系式在實際測溫中得到了廣泛應(yīng)用。因為冷端t0恒定,產(chǎn)生的熱電動勢只隨熱端(測量端)溫度的變化而變化,即一定的熱電動勢對應(yīng)著一定的溫度。我們只要用測量熱電動勢的方法就可達(dá)到測溫的目的。
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,回路中就會有電流通過,此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢,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恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系,制成分度表;分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的,不同的具有不同的分度表。
在回路中接入第三種金屬材料時,只要該材料兩個接點的溫度相同,所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在測溫時,可接入測量儀表,測得熱電動勢后,即可知道被測介質(zhì)的溫度。測量溫度時要求其冷端(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,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的冷端補(bǔ)償正常。與測量儀表連接用補(bǔ)償導(dǎo)線。
冷端補(bǔ)償計算方法:
從毫伏到溫度:測量冷端溫度,換算為對應(yīng)毫伏值,與的毫伏值相加,換算出溫度;
從溫度到毫伏:測量出實際溫度與冷端溫度,分別換算為毫伏值,相減後得出毫伏值,即得溫度。
3測溫條件
是一種感溫元件,是一種一次儀表,直接丈量溫度。由2種不同成分材質(zhì)的導(dǎo)體組成的閉合回路,由于材質(zhì)不同,不同的電子密度產(chǎn)生電子擴(kuò)散,穩(wěn)定均衡后就產(chǎn)生 了電勢。當(dāng)兩端存在梯度溫度時,回路中就會有電流產(chǎn)生,產(chǎn)生熱電動勢,溫度差越大,電流就會越大。測得熱電動勢之后即可曉得溫度值。實際上是一種能量轉(zhuǎn)換器,可將熱能轉(zhuǎn)換成電能。
的技術(shù)優(yōu)勢:測溫范圍寬,性能比擬穩(wěn)定;丈量精度高,與被測對象直接接觸,不受中間介質(zhì)的影響;熱響應(yīng)時間快,對溫度變化反響靈活;丈量范圍 大,從-40~ 1600℃ 均可連續(xù)測溫;性能牢靠, 機(jī)械強(qiáng)度好。運用壽命長,裝置便當(dāng)。
電偶必需是由兩種性質(zhì)不同但契合一定要求的導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)材料構(gòu)成回路。丈量端和參考端之間必需有溫差。
將兩種不同資料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來,構(gòu)成一個閉合回路。當(dāng)導(dǎo)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,因此在回路中構(gòu)成一個大小的電流,這 種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。就是應(yīng)用這一效應(yīng)來工作的。
4主要特點
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。
5結(jié)構(gòu)要求
的結(jié)構(gòu)形式為了保證可靠、穩(wěn)定地工作,對它的結(jié)構(gòu)要求如下:
1、組成的兩個熱電極的焊接必須牢固;
2、兩個熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣,以防短路;
3、補(bǔ)償導(dǎo)線與自由端的連接要方便可靠;
4、保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。