热电偶工作原理,热电偶工作原理及简图

('热电偶工作原理：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：热电偶是工业中常用的温度测温元件，具有如下特点：①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。②热响应时间快：热电偶对温度变化反应灵敏。③测量范围大：热电偶从-40~+1600℃均可连续测温。④性能可靠，机械强度好。⑤使用寿命长，安装方便。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。主要技术指标温度测量范围和允许误差名称分度号允差等级Ⅰ级Ⅱ级允差值测温范围℃允差值测温范围℃镍铬－镍硅Ｋ±1.5℃或±0.4%t-40-1000±2.5℃或±0.75%t-40-1000镍铬硅-镍硅镁Ｎ-40-1300-40-1300镍铬－康铜Ｅ-40-800-40-800铁－康铜Ｊ-40-750-40-750铜－康铜Ｔ±1℃或±0.4%t-40-350±1.5℃或±0.75%t-40-350铂铑１０－铂Ｓ±1℃或±(１＋（t-1100）×0.003)0-1300±1.5℃或±0.25%0-1300铂铑１3－铂Ｒ0-16000-1600铂铑30－铂铑６Ｂ————600-1700热响应时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。公称压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。绝缘电阻常温绝缘电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。上限温度绝缘电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，MΩ100≤tm<300t=tm10300≤tm<500t=tm2500≤tm<850t=tm0.5850≤tm<1000t=tm0.081000≤tm<1300t=tm0.02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。常用金属外保护管材料中外对照表序号国内材料牌号国外材料牌号短期最高材料用途使用温度100Cr18Ni90Cr18Ni10Ti304321930℃奥氏体不锈耐酸钢（耐热、抗氧化）200Cr17Ni14Mo21Cr18Ni12Mo2Ti316L316980℃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）30Cr25Ni20310s1100℃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）.4GH3030Incone16001100℃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。）5Incoloy8001100℃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。）6GH30391200℃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。主要技术指标型号分度号允差值保护管（耐磨测量范围（℃）热响应时间（秒）段）WR□NK、N±0.4%t或±0.75%t耐磨合金0-1280ф16管<90ф20管<150ф30-35管<350表面改性系列0-500复合管系列0-1250堆焊0-900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。主要技术指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dⅡBT4或dⅡCT4温度组别区间内具有爆炸性气体的危险场合。主要技术指标测量范围和允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WRNKKⅡ-40-1000±2.5℃或±0.75%t镍铬硅-镍硅镁WRMKNⅡ-40-1200镍铬-铜镍WREKEⅡ-40-900铜-铜镍WRTKTⅡ-40-350铁-铜镍WRJKJⅡ-40-750热响应时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。公称压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热电偶绝缘电阻在环境温度为20±15℃，相对湿度不大于80%时，热电极与外套管之间的绝缘电阻应大于等于1000ΩM，试验电压为直流500V。防爆类型和级组防爆级组：dⅡBT4或dⅡCT4外壳防护等级：IP54防爆等级隔爆型热电偶的防爆等级按其适用于爆炸性气体混合物最大安全间隙分为A、B、C三级。',)