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常見問題
熱電偶—怎么選擇熱電偶及熱電偶的優缺點

一、熱電偶的測量原理是什么?

       熱電偶工作原理是基于賽貝克(seeback)效應,即兩種不同成分的導體兩端連接成回路,如兩連接端溫度不同,則在回路內產生熱電流的物理現象。
       熱電偶由兩根不同導線(熱電極)組成,它們的一端是互相焊接的,形成熱電偶的測量端(也稱工作端)。將它插入待測溫度的介質中;而熱電偶的另一端 (參比端或自由端)則與顯示儀表相連。如果熱電偶的測量端與參比端存在溫度差,則顯示儀表將指出熱電偶產生的熱電動勢。

二、熱電阻的測量原理是什么?

      熱電阻是利用金屬導體或半導體有溫度變化時本身電阻也隨著發生變化的特性來測量溫度的,熱電阻的受熱部分(感溫元件)是用細金屬絲均勻地繞在絕緣材料作成的骨架上或通過激光濺射工藝在基片形成。當被測介質有溫度梯度時,則所測得的溫度是感溫元件所在范圍內介質層的平均溫度。

三、如何選擇熱電偶和熱電阻?

       根據測溫范圍選擇:500℃以上一般選擇熱電偶,500℃以下一般選擇熱電阻;
       根據測量精度選擇:對精度要求較高選擇熱電阻,對精度要求不高選擇熱電偶;
       根據測量范圍選擇:熱電偶所測量的一般指“點”溫,熱電阻所測量的一般指空間平均溫度;

四、什么是鎧裝熱電偶,有什么優點?

       在IEC1515的標準中名稱為《mineral insulated thermocouple cable》,即無機礦物絕緣熱電電偶纜。將熱電極、絕緣物和護套通過整體拉制而形成的,外表面好像是被覆一層“鎧裝”,故稱為鎧裝熱電偶。同一般裝配式熱電偶相比,具有耐壓高、可彎曲性能好、抗氧化性能好及使用壽命長等優點。

五、熱電偶的分度號有哪幾種?有何特點?

       熱電偶的分度號有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等幾種。其中S、R、B屬于貴金屬熱電偶,N、K、E、J、T屬于廉金屬熱電偶。
       S分度號的特點是抗氧化性能強,宜在氧化性、惰性氣氛中連續使用,長期使用溫度1400℃,短期1600℃。在所有熱電偶中,S分度號的準確度等級***高,通常用作標準熱電偶;
       R分度號與S分度號相比除熱電動勢大15%左右,其它性能幾乎完全相同;B分度號在室溫下熱電動勢極小,故在測量時一般不用補償導線。它的長期使用溫度為1600℃,短期1800℃??稍谘趸曰蛑行詺夥罩惺褂?,也可在真空條件下短期使用。
       N分度號的特點是1300℃下高溫抗氧化能力強,熱電動勢的長期穩定性及短期熱循環的復現性好,耐核輻照及耐低溫性能也好,可以部分代替S分度號熱電偶;
       K分度號的特點是抗氧化性能強,宜在氧化性、惰性氣氛中連續使用,長期使用溫度1000℃,短期1200℃。在所有熱電偶中使用***廣泛;
       E分度號的特點是在常用熱電偶中,其熱電動勢***大,即靈敏度***高。宜在氧化性、惰性氣氛中連續使用,使用溫度0-800℃;
       J分度號的特點是既可用于氧化性氣氛(使用溫度上限750℃),也可用于還原性氣氛(使用溫度上限950℃),并且耐H2及CO氣體腐蝕,多用于煉油及化工;
       T分度號的特點是在所有廉金屬熱電偶中準確度等級***高,通常用來測量300℃以下的溫度。

六、熱電阻的引出線方式有幾種?都有什么影響?

       熱電阻的引出線方式有3種:即2線制、3線制、4線制。
       2線制熱電阻配線簡單,但要帶進引線電阻的附加誤差。因此不適用制造A級精度的熱電阻,且在 使用時引線及導線都不宜過長。
       3線制可以消除引線電阻的影響,測量精度高于2線制。作為過程檢測元件,其應用***廣。
       4線制不***可以消除引線電阻的影響,而且在連接導線阻值相同時,還可以消除該電阻的影響。在高精度測量時,要采用4線制。

七、N型熱電偶與K型熱電偶相比有哪些優缺點?

N型熱電偶的優點:
       高溫抗氧化能力強,長期穩定性強。K型熱電偶鎳鉻的正極中Cr、Si元素擇優氧化引起合金成分不均勻及熱電動勢漂移等,在N型熱電偶增加Cr、Si含量,使鎳鉻合金的氧化模式由內氧化轉變為外氧化,致使氧化反應***在表面進行;
       低溫短期熱循環穩定性好,且抑制了磁性轉變;
       耐核輻射能力強。N型熱電偶取消了K型中的易蛻變元素Mn、Co,使抗中子輻照能力進一步加強;
       在400~1300℃范圍內,N型熱電偶的熱電特性的線性比K型好。

N型熱電偶的缺點:
       N型熱電偶的材料比K型硬,較難加工;
       價格相對較貴。N型熱電偶的熱膨脹系數要比不銹鋼低15%,因此N型鎧裝熱電偶的外套管應采用NiCrSi/NiSi合金;
       在-200~400℃范圍內非線性誤差較大

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