热电偶工作原理

热电偶热电偶工作原理 工作原理 热电偶热电偶是一种感温元件 它把温度信号转换成热电动势信号 通过电气仪表转换成被测介质的 温度 热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体组成闭合回路 当两端存在温度梯度时 回路中就会有电流通过 此时两端之间就存在 Seebeck 电动势 热电动势 这就是所谓的塞 贝克效应 两种不同成份的均质导体为热电极 温度较高的一端为工作端 温度较低的一端为自 由端 自由端通常处于某个恒定的温度下 根据热电动势与温度的函数关系 制成热电偶分度表 分度表是自由端温度在 0 时 的条件下得到的 不同的热电偶具有不同的分度表 在热电偶 回路中接入第三种金属材料时 只要该材料两个接点的温度相同 热电偶所产生的热电势将保 持不变 即不受第三种金属接入回路中的影响 因此 在热电偶测温时 可接入测量仪表 测 得热电动势后 即可知道被测介质的温度 热电偶优点 热电偶优点 热电偶是工业中常用的温度测温元件 具有如下特点 测量精度高 热电偶与被测对象直接接触 不受中间介质的影响 热响应时间快 热电偶对温度变化反应灵敏 测量范围大 热电偶从 40 1600 均可连续测温 性能可靠 机械强度好 使用寿命长 安装方便 热电偶的种类及结构 热电偶的种类及结构 1 热电偶的种类 热电偶有 K 型 镍铬 镍硅 WRN 系列 N 型 镍铬硅 镍硅镁 WRM 系列 E 型 镍铬 铜镍 WRE 系列 J 型 铁 铜镍 WRF 系列 T 型 铜 铜镍 WRC 系列 S 型 铂铑 10 铂 WRP 系列 R 型 铂铑 13 铂 WRQ 系列 B 型 铂铑 30 铂铑 6 WRR 系列等 2 热电偶的结构形式 热电偶的基本结构是热电极 绝缘材料和保护管 并 与显示仪表 记录仪表或计算机等配套使用 在现场使用中根据环境 被测介质等多种因素研制成适合各种环境的热电偶 热电偶简单分为装 配式热电偶 铠装式热电偶和特殊形式热电偶 按使用环境细分有耐 高温热电偶 耐磨热电偶 耐腐热电偶 耐高压热电偶 隔爆热电偶 铝液测温用热电偶 循环硫化床用热电偶 水泥回转 窑炉用热电偶 阳极焙烧炉用热电偶 高温热风炉用热电偶 汽化炉用热电偶 渗碳炉用热电偶 高温盐浴炉用热电偶 铜 铁及钢水用热电偶 抗氧化钨铼热电偶 真空炉用热电偶 铂铑热电 偶等 热电偶热电偶 工业热电偶作为测量温度的传感器 通常与显示仪表 记录仪表或计算机等配套使用 可以直接测量各种生产过程中气体 液体 熔 体及固体表面的温度 主主要要技技术术指指标标 温度测量范围和允许误差 允差等级 级 级名称 分 度 号允差值测温范围 允差值测温范围 镍铬 镍硅 40 1000 40 1000 镍铬硅 镍硅 镁 40 1300 40 1300 镍铬 康铜 40 800 40 800 铁 康铜 1 5 或 0 4 t 40 750 2 5 或 0 75 t 40 750 铜 康铜 1 或 0 4 t 40 350 1 5 或 0 75 t 40 350 铂铑 铂 0 13000 1300 铂铑 3 铂 1 或 t 1100 0 003 0 16000 1600 铂铑30 铂铑 1 5 或 0 25 600 1700 热热响响应应时时间间 在温度出现阶跃变化时 热电偶的输出变化至相当于该阶跃变化的50 所需要的时间 称为热 响应时间 公公称称压压力力 一般是指在工作温度下 保护管所能承受的静态外压而不破裂 实际上 容许工作压力不仅与保 护管材料 直径 壁厚有关 而且还与其结构 安装方法 置入深度以及被测介质的流速和种类 有关 绝绝缘缘电电阻阻 常常温温绝绝缘缘电电阻阻 常温绝缘电阻的试验电压为直流 500 50V 测量常温绝缘电阻的大气条件为 温度 15 35 相对湿度 45 大气压力 86 106KPa 热电偶在该条件下放置时间不小于2 小时 对于长度超过 1 米的热电偶 它的常温绝缘电阻值与其长度的乘积应不小于100MW m 对于长度等于或不足 1m 的热电偶 它的常温绝缘电阻值应不小于100MW 上上限限温温度度绝绝缘缘电电阻阻 热电偶的上限温度绝缘电阻值应不小于下表规定 上限温度 tm 试验温度 t 电阻值 M 100 tm 300t tm10 300 tm 500t tm2 500 tm 850t tm0 5 850 tm 1000t tm0 08 1000 tm 1300t tm0 02 铠装热电偶电缆铠装热电偶电缆 保护管材质及选用 材 质使 用 温 度 特 点 及 用 途 1Cr18Ni9Ti 200 800具有高温耐蚀性 通常为一般耐热钢使用 304 200 800 低碳含量 具有良好耐晶间腐蚀性 通常作为一般耐热 钢使用 316 200 750 低碳含量 具有良好耐晶间腐蚀性 通常作为耐热钢使 用 316L 200 750 超低碳含量 具有良好耐晶间腐蚀性 通常作为耐热钢 使用 310S 200 1000具有高温抗氧化性 耐腐蚀性 通常作为耐热钢使用 GH30300 1100镍基高温合金 具有优良抗氧化性 耐腐蚀性 常常用用金金属属外外保保护护管管材材料料中中外外对对照照表表 序 号 国内材料牌号 国外材料牌 号 短期 最高 使用 温度 材料用途 1 00Cr18Ni9 0Cr18Ni10Ti 304 321 930 奥氏体不锈耐酸钢 耐热 抗氧化 2 00Cr17Ni14Mo2 1Cr18Ni12Mo2Ti 316L 316 980 奥氏体不锈钢耐酸钢 耐热 抗无机酸 有机酸 碱和海洋大气中的耐蚀 30Cr25Ni20310s 1100 铁素体高铬不锈钢 耐热 在 800 空气冷却状 态下有良好抗晶间腐蚀性 在 1100 有良好的抗 氧化性 4GH3030Incone1600 1100 镍基变形耐高温抗腐蚀合金 高温强度高 具有 优良的抗腐蚀性能 抗氧化性能 对各种废气 碱性溶液和大多数有机酸及人合物有很高的抗腐 蚀抗力 5 Incoloy800 1100 镍基变形耐高温抗腐蚀合金 高温强度高 耐氧 化及耐渗碳力优良 6GH3039 1200 镍基变形高温合金 具有优良的抗腐蚀和抗氧化 性能 有很高的热强性 在 1200 下仍具有优良 的抗氧化性能 热风炉热电偶热风炉热电偶 热风炉用热电偶是专为钢铁行业开发研 制的 它具有耐高温 抗腐蚀 耐气流冲刷和寿命长等优点 适用于高炉 热风炉的拱顶热风口或 热风管等部位的温度测量 也可用于天然气 煤炭 水泥等窑炉的温度测量 该系列产品采用特种金属陶瓷或耐热合金作为外保护管 以刚玉作为内保护管 并对测量端部 进行处理后形成复合管型热电偶 主要适用于冶金行业炼铁厂热风炉炉顶温度的连续测量 耐磨热电偶耐磨热电偶 耐磨热电偶针对不同温度范围及被测 介质而采用不同的高强度耐磨保护管及表面改性措施 构成耐磨段的复合管型实体化结构 因此 本系列产品适用于对保护管磨损严重的石油化工 输煤系统 流化床式锅炉 水泥熟料及耐火材 料等流动粉体及物料的温度测量 并可大大提高热电偶的使用寿命 主主要要技技术术指指标标 型号分度号 允差值保护管 耐磨段 测量范围 热响应时间 秒 耐磨合金0 1280 表面改性系列0 500 复合管系列0 1250 WR NK N 0 4 t 或 0 75 t 堆焊0 900 16 管 90 20 管 150 30 35 管 350 铝液测温热电偶铝液测温热电偶 铝液测温专用热电偶采用铁基合金或Si3N4 结合的 SiC 作为外保护管 并使用高性能铠装热 电偶作感温元件 因此 强度高 耐腐蚀性强 热响应时间短 使用寿命长 主要适用于铝加工及铝电解行业测温 主主要要技技术术指指标标 型号分度号允差值测量范围 WRKLK 0 4 t 或 0 75 t0 1000 隔爆热电偶隔爆热电偶 工业隔爆型热电偶在石油及化工企业自控系统中应用极为广泛 通过温度传感器可将控制对象 的温度参数变成电信号 传给显示 记录或调节仪表 对系统进行检测 调节和控制 在石化企业的生产现场常伴有各种易燃 易爆等化学气体 蒸汽 如果使用普通热电偶非常不 安全 极易引起环境气体爆炸 因此 在这些场合必须使用隔爆型热电偶作为温度传感器 本公司 生产的隔爆型热电偶产品适用于隔爆等级为d BT4 或 d CT4 温度组别区间内具有爆炸性气体的危 险场合 主主要要技技术术指指标标 测测量量范范围围和和允允差差 名称型号分度号允差等级测温范围 允差 参考端为 0 镍铬 镍硅WRNKK 40 1000 镍铬硅 镍硅镁WRMKN 40 1200 镍铬 铜镍WREKE 40 900 铜 铜镍WRTKT 40 350 铁 铜镍WRJKJ 40 750 2 5 或 0 75 t 热热响响应应时时间间 在温度出现阶跃变化时 热电偶的输出变化至相当于该阶跃变化的50 所需要的时间 称为热响应 时间 公公称称压压力力 一般是指在工作温度下 保护管所能承受的静态外压而不破裂 实际上 容许工作压力不仅与保护 管材料 直径 壁厚有关 而且还与其结构 安装方