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WD100溫度傳感器概述及工作原理

溫度是表征物體冷熱程度的物理量,它可以通過物體隨溫度變化的某些特性（如電阻、電壓變化等特性）來間接測量。根據(jù)以上原理，應(yīng)用溫度傳感器來反映物體溫度的變化。溫度傳感器按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。

熱電阻的測溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨著溫度的變化而變化的特性。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用zui多的是鉑和銅，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機(jī)控制裝置或者其它一次儀表上。

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(dǎo)體兩端接合成回路（見圖1），接合點的形式參見圖2。當(dāng)兩接合點的熱電偶溫度不同時，就會在回路內(nèi)產(chǎn)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(chǎn)生的熱電勢所對應(yīng)的溫度值。熱電偶的熱電動勢將隨著測量端溫度升高而增長，它的大小只與熱電偶材料和兩端的溫度有關(guān)，與熱電極的長度、直徑無關(guān)。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(jié)構(gòu)卻大致相同，通常由熱電極、絕緣套保護(hù)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(diào)節(jié)器配套使用。（見圖2）

圖1.熱電偶回路圖2.熱電偶接合點圖3. 1-熱電偶 2-連接導(dǎo)線 3-顯示儀表

WD100溫度傳感器產(chǎn)品特點

Ø 裝配構(gòu)造簡單，更換方便；

Ø 壓簧式感溫元件，抗震性能好；

Ø 測量范圍大（熱電偶可達(dá)到1000℃以上），測量精度高；

Ø 機(jī)械強(qiáng)度高，耐壓性能好；

Ø 響應(yīng)時間短?！?/p>

WD100溫度傳感器儀表參數(shù)

1.分度號及測量范圍

⑴熱電阻

熱電阻類別	測溫范圍	精度等級	允許偏差
Cu	-50～+100		±（0.30+0.006） \|t\|
Pt	-200～+500	*	±（0.15+0.002） \|t\|
Pt	-200～+500	B級	±（0.30+0.005） \|t\|

注：表中t為被測溫度的值，℃。

⑵.熱電偶

分度號	允差等級
	Ⅰ		Ⅱ
	允差值	測溫范圍℃	允差值	測溫范圍℃
K	±1.5℃	-40～+375	±2.5℃	-40～+333
K	±0.004\|t\|	375～1000	±0.0075\|t\|	333～1200
E	±1.5℃	-40～+375	±2.5℃	-40～+333
E	±0.004\|t\|	375～800	±0.0075\|t\|	333～900
S	±1℃	0～+1100	±1.5℃	0～600
S	±[1+0.003（t-1100）]	1100～1600	±0.0025\|t\|	600～1600
B	―	―	―	―
B	―	―	±0.0025\|t\|	600～1700

注：t為實際溫度，允許可用溫度度數(shù)表示，也可用實際溫度的百分?jǐn)?shù)表示，取其大者。

2.常溫絕緣電阻

⑴熱電阻

熱電阻在環(huán)境溫度為15～35℃，相對濕度不大于80%，試驗電壓為10～100V（直流）電極與外套管之間的絕緣電阻≥100MΩ。

⑵熱電偶

熱電偶在環(huán)境溫度為20±15℃，相對濕度不大于80%，試驗電壓為500±50V（直流）電極與外套管之間的絕緣電阻≥100MΩ。

3.熱響應(yīng)時間

當(dāng)溫度出現(xiàn)階躍變化時，儀表的電流輸出信號變化至相當(dāng)于該階躍變化的50%所需的時間，通常以τ0.5表示，一般情況τ0.5≤90S。

4.zui小置入深度

zui小置入深度不小于50mm。

5.公稱壓力

一般是指室溫下保護(hù)管所能承受的靜態(tài)外壓力而不破裂，試驗壓力取公稱壓力的1.5倍。允許工作壓力不僅與保護(hù)管材料、直徑、壁厚有關(guān)，還與其結(jié)構(gòu)形式、安裝方法、插入深度以及被測介質(zhì)的溫度、流速和種類有關(guān)。

溫度傳感器儀表選型

儀表種類

說明

WD100

-□

/□

感溫元件類型

熱電阻

熱電偶

感溫元件材質(zhì)

Pt100

Pt1000

Cu50

Cu100

K型熱電偶（鎳鉻－鎳硅）

E型熱電偶（鎳鉻－康銅）

S型熱電偶（鉑銠10－鉑）

B型熱電偶（鉑銠30－鉑銠6）

R型熱電偶（鉑銠13－鉑）

N型熱電偶（鎳鉻硅－鎳硅鎂）

J型熱電偶（鐵－康銅）

T型熱電偶（銅－康銅）

儀表類型

裝配型

鎧裝型

耐磨型

端面型

直角彎頭型

微細(xì)型

衛(wèi)生型

結(jié)構(gòu)形式

單只式

雙只式

精度等級

詳細(xì)意義參見技術(shù)特性

輸出形式

（RTD）只限熱電阻

（mV）只限熱電偶

連接方式

無固定裝置式

固定螺紋式

活動卡套螺紋式

固定法蘭式

活動卡套法蘭式

錐形保護(hù)管固定螺紋式

直角活動法蘭式

冷端形式

簡易式（補(bǔ)償導(dǎo)線式）

防噴接線盒式

防水接線盒式

防爆接線盒式

接插件式

保護(hù)管直徑

金屬保護(hù)管

φ16

φ20

φ10

φ8

φ12

非金屬保護(hù)管

φ16

φ25（雙層）

φ20

φ33（雙層或三層）

其他

其他直徑（用戶）

插入深度

-XXX

長度（用戶）

選型舉例：WD1010-ZP1OSBU-023M0-150

WD10裝配型溫度傳感器，感溫元件為熱電阻Pt100，B級精度，固定螺紋連接，直徑16的不銹鋼保護(hù)管，防水接線盒，插入深度150mm。

附錄一：常用保護(hù)管特性

鋼號	使用溫度℃	特性
321	-200～900	具有高溫耐腐蝕，通常作為一般耐熱鋼使用
304/304L	-200～900	低碳含量，具有良好耐晶間腐蝕性。通常作為耐熱鋼使用。
316/316L	-200～900	低碳含量，具有良好耐晶間腐蝕性，耐熱、抗無機(jī)酸，有機(jī)酸、堿和海洋大氣中的耐蝕。作為耐腐蝕鋼使用
310s	-200～1000	具有高溫抗氧化性，耐腐蝕性通常作為耐熱鋼使用
GH3030	0～1100	鎳基高溫合金鋼，具有優(yōu)良抗氧化性，耐腐蝕性，通常作為耐熱鋼使用。
蒙乃爾MonelK500	-100—700	鎳銅合金，具有良好耐晶間腐蝕性，適用于強(qiáng)硫酸等腐蝕性場合。
哈氏合金 H.Alloy-276	-100—700	具有良好耐晶間腐蝕性，作為耐腐蝕鋼使用。
Incone1600	-100—1000	鎳鉻鐵合金，具有優(yōu)良高溫抗氧化性，通常作為耐熱鋼使用。
GH3039	0—1300	鎳基高溫合金鋼，具有優(yōu)良抗氧化性，耐腐蝕性，通常作為耐熱鋼使用。
高鋁質(zhì)	0—1300	工業(yè)陶瓷管，具有優(yōu)良抗氧化性，耐腐蝕性。
鋼玉管	0—1600	工業(yè)陶瓷管，具有優(yōu)良抗氧化性，耐腐蝕性。
3YC52	0—1300	高溫合金，具有優(yōu)良抗氧化性，耐腐蝕性，機(jī)械性能好，適用于高溫場所。
二硅化鉬MoSi2	0—1600	具有優(yōu)良抗氧化性，耐腐蝕性，機(jī)械性能好，適用于高溫場所。

附錄二：各種金屬保護(hù)管的特性

鋼號	使用溫度℃	特性
TB35	250	在低溫下耐蝕，尤其耐海水腐蝕。
C3601	400	低溫用，加工性能良好。
NCu	500	強(qiáng)度高，對堿、非氧化性酸及鹽水等具有優(yōu)異的耐蝕性能。
STPG	600	抗氧化性能弱，應(yīng)在非腐蝕性流體中使用，用玻璃或樹脂表面改性后，可提高耐蝕性能。
SFVAF22	600	低碳合金鋼，因添加Mo、Cr高溫下耐蝕性良好。
SS304	900	應(yīng)用zui廣的不銹鋼。
SS316	900	耐腐蝕材料。以海水為主的各種介質(zhì)較304耐蝕性能*。
SS310S	1000	抗氧化性能*，作為耐熱鋼使用，抗硫化物欠佳。
SS321	900	添加Ti，抗晶界腐蝕性能強(qiáng)。
SS347	900	添加Nb，抗晶界腐蝕性能強(qiáng)。
SUS329J1	800	具有兩相結(jié)構(gòu)，耐酸耐腐蝕性能強(qiáng)，并且具有高強(qiáng)度。
SUH446	1000	耐高溫腐蝕性能強(qiáng)，至1082℃下，不產(chǎn)生易剝落的鐵皮，耐硫腐蝕。
NCF600	1050	在高溫氧化、還原性氣氛下，耐蝕性能*。耐滲碳及氮化性強(qiáng)。
NCF800	1000	抗?jié)B碳及內(nèi)氧化性強(qiáng)，具有穩(wěn)定的奧氏體結(jié)構(gòu)，耐蝕性良好。其高溫強(qiáng)度、蠕變、斷裂強(qiáng)度高。
UMCO50	1150	耐熱沖擊，耐磨材料，耐硫化物及釩蝕損，高溫強(qiáng)度大。
HR1230	800～1200	具有*的強(qiáng)度及耐磨性能，適用于流化床等惡劣的磨損環(huán)境。
MPT-1	1000	耐鋁及鋁合金液體腐蝕。
MPT-2	1000	耐氟化物冰晶石腐蝕。
3YC52	1300	使用溫度及高溫抗氧化性能優(yōu)于同類高溫合金。

附錄三：各種非金屬保護(hù)管的特性

符號	常用溫度℃	zui高溫度℃	特性
QT	1000	1100	耐熱沖擊性好，但強(qiáng)度低，耐酸性強(qiáng)，耐堿性差，在H2及還原性氣體中氣密性差。
CB3	1000	1000	Al2O3的純度越高，其高溫強(qiáng)度、電絕緣性能、耐磨性能越好，在氧化性或還原性氣氛中，也可用到很高的溫度。
CB2	1400	1500
CB1	1600	1800
MgO	1800	1900	MgO易水解。在高溫下燒成的高密度材料，耐無機(jī)鹽及氧化性氣體腐蝕。
ZR	1800	2400	在高溫下難與氧化性、中性物質(zhì)反應(yīng)，但受堿性氧化物腐蝕。
Y1	1650	1700	氣密性好，耐熱沖擊性強(qiáng)，在高溫下耐熱，耐磨性優(yōu)異。在氧化、還原性氣氛中可用至1700℃。
Y3	1500	1700	熱傳導(dǎo)性能好，抗熱沖擊性強(qiáng)。
Y4	1550	1700	因含Si3N4故耐熔鋁腐蝕。
Si3N4 97	1600	1700	Si3N4的氧化產(chǎn)物與SiC相同，在Si3N4的表面氧化初期形成SiO2保護(hù)膜。
HCN	1250	1300	耐鋁液腐蝕，污染極小，壽命較鑄鐵管長，可達(dá)一年以上。
C	1500	2300	耐高溫，易氧化，耐熱沖擊性能好，抗堿腐蝕。

附錄四：各種金屬陶瓷保護(hù)管的特性

符號	常用溫度℃	zui高溫度℃	特性	適用介質(zhì)
LT1	1300	1400	耐熱、耐磨性能*。	鋁以外的有色金屬熔體。
CT	1600	2200	導(dǎo)熱性能好，抗熱震性強(qiáng)，不適于氧化氣氛。	液態(tài)金屬。
MCPT-3	1600	1800	鉬基金屬陶瓷不適于氧化性氣氛。	鋼水、鐵液
MCPT-4	1200	1400		BaCl2
MCPT-6	1100	1300		銅及銅合金

溫度傳感器結(jié)構(gòu)形式

1.感溫元件及直徑

⑴.熱電阻

阻絲形式	套管直徑	套管材質(zhì)
		Pt100
單支式	Φ3	1Cr18Ni9TI
	Φ4
	Φ5
	Φ6
	Φ8
雙支式	Φ4
	Φ5
	Φ6
	Φ8

⑵.熱電偶

偶絲形式	套管直徑	套管材質(zhì)
		E、J、T	K、N	S、B
單支式	Φ2	1Cr18Ni9TI	GH3030 1Cr18Ni9Ti	剛玉 GH3039 Cr25Ni20
	Φ3
	Φ4
	Φ5
	Φ6
	Φ8
雙支式	Φ3
	Φ4
	Φ5
	Φ6
	Φ8

2.接線盒

⑴.防護(hù)等級：IP65

⑵.接線盒結(jié)構(gòu)圖

選擇溫度傳感器安裝注意事項

1. 環(huán)境條件

⑴.環(huán)境溫度:-25～80℃

⑵.相對濕度:5﹪～95%

⑶.機(jī)械振動: f≤55Hz,振幅<0.15mm

⑷.周圍空氣中不含有引起熱電偶、熱電阻腐蝕的介質(zhì)

2 .安裝注意

應(yīng)避免在爐門或加熱物體過緊之處安裝,接線盒不可碰觸被測介質(zhì)的容器壁。安裝地點盡量避免強(qiáng)烈震動。

3 .保護(hù)套管的安裝

保護(hù)套管是設(shè)備制造中預(yù)裝的，所以在設(shè)計設(shè)備時應(yīng)根據(jù)設(shè)備內(nèi)被測介質(zhì)的溫度、壓力、流速等因素選擇保護(hù)套管的形式及材質(zhì)，選擇的要點是保護(hù)套管的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要不低于設(shè)備本身，甚至應(yīng)高出設(shè)備。

4 .接線

⑴導(dǎo)線的選擇

a. 熱電阻的連接導(dǎo)線一般選用銅芯導(dǎo)線，根據(jù)距離遠(yuǎn)近選擇導(dǎo)線的截面積的大小，根據(jù)環(huán)境選擇導(dǎo)線的絕緣材料及不同的防護(hù)性能；

b. 熱電偶的連接導(dǎo)線應(yīng)使用與熱電偶分度號相匹配的補(bǔ)償導(dǎo)線，應(yīng)根據(jù)距離遠(yuǎn)近，環(huán)境溫度及有關(guān)防護(hù)要求選擇不同型號，不同截面積的補(bǔ)償導(dǎo)線；