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热电偶的分类及常见种类

作者:chyb   添加时间:2019-04-04 07:49:16   浏览:

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1、概述    

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。   

在工业生产过程中,温度是需要测量和控制的重要参数之一。在温度测量中,热电偶的应用为广泛,它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点。另外,由于热电偶是一种有源传感器,测量时不需外加电源,使用十分方便,所以常被用作测量炉子、管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。  

2、分类    

(1)按固定装置型式分类   热电偶作为主要测温手段,用途十分广泛,因而对固定装置和技术性能有多种要求,因此热电偶的固定装置分为六种:无固定装置式、螺纹式、固定法兰式、活动法兰式、活动法兰角尺形式、锥形保护管式六种。   (2)按装配及结构方式分类   根据热电偶的性能结构方式可分为:可拆卸式热电偶、隔爆式热电偶、铠装热电偶和压弹簧固定式热电偶等特殊用途的热电偶。  

3、常见热电偶种类   

(1)K型热电偶镍铬(镍硅(镍铝)热电偶)   

K型热电偶是抗氧化性较强的贱金属热电偶,可测量0~1300℃的介质温度,适宜在氧化性及惰性气体中连续使用,短期使用温度为1200℃,长期使用温度为1000℃,其热电势与温度的关系近似线性,是目前用量大的热电偶。然而,它不适宜在真空、含硫、含碳气氛及氧化还原交替的气氛下裸丝使用;当氧分压较低时,镍铬中的铬将择优氧化,使热电势发生很大变化,但金属气体对其影响较小,因此,多采用金属制保护管。   

K型热电偶缺点:   

①热电势的高温稳定性较N型热电偶及贵重金属热电偶差,在较高温度下(例如超过1000℃)往往因氧化而损坏;   

②在250~500℃范围内短期热循环稳定性不好,即在同一温度点,在升温降温过程中,其热电势示值不一样,其差值可达2~3℃;   ③其负在150~200℃范围内要发生磁性转变,致使在室温至230℃范围内分度值往往偏离分度表,尤其是在磁场中使用时往往出现与时间无关的热电势干扰;   

④长期处于高通量中系统辐照环境下,由于负中的锰(Mn)、钴(Co)等元素发生蜕变,使其稳定性欠佳,致使热电势发生较大变化。   

(2)S型热电偶(铂铑10-铂热电偶)   该热电偶的正成份为含铑10%的铂铑合金,负为纯铂。   

       其特点是:   

①热电性能稳定、抗氧化性强、宜在氧化性气氛中连续使用、长期使用温度可达1300℃,超达1400℃时,即使在空气中、纯铂丝也将会再结晶,使晶粒粗大而断裂;   

②精度高,在所有热电偶中准确度等高,通常用作标准或测量较高温度;   

③使用范围较广,均匀性及互换性好;   

④主要缺点有:微分热电势较小,因而灵敏度较低;价格较贵,机械强度低,不适宜在还原性气氛或有金属蒸汽的条件下使用。   (3)E型热电偶(镍铬-铜镍[康铜]热电偶)   E型热电偶为一种较新产品,正为镍铬合金,负为铜镍合金(康铜)。其大特点是在常用的热电偶中,其热电势大,即灵敏度高;它的应用范围虽不及K型偶广泛,但在要求灵敏度高、热导率低、可容许大电阻的条件下,常常被选用;使用中的限制条件与K型相同,但对于含有较高湿度气氛的腐蚀不很敏感。   (4)N型热电偶(镍铬硅-镍硅热电偶)   该热电偶的主要特点:在1300℃以下调温抗氧化能力强,长期稳定性及短期热循环复现性好,耐核辐射及耐低温性能好,另外,在400~1300℃范围内,N型热电偶的热电特性的线性比K型偶要好;但在低温范围内(-200~400℃)的非线性误差较大,同时,材料较硬难于加工。   

(5)J型热电偶(铁-康铜热电偶)   J 型热电偶:该热电偶的正为纯铁,负为康铜(铜镍合金),具特点是价格便宜,适用于真空氧化的还原或惰性气氛中,温度范围从-200~800℃,但常用温度只在500℃以下,因为超过这个温度后,铁热电的氧化速率加快,如采用粗线径的丝材,尚可在高温中使用且有较长的寿命;该热电偶能耐氢气(H2)及一氧化碳(CO)气体腐蚀,但不能在高温(例如500℃)含硫(S)的气氛中使用。   

(6)T型热电偶(铜-铜镍热电偶)   T型热电电偶:该热电偶的正为纯铜,负为铜镍合金(也称康铜),其主要特点是:在贱金属热电偶中,它的准确度高、热电的均匀性好;它的使用温度是-200~350℃,因铜热电易氧化,并且氧化膜易脱落,故在氧化性气氛中使用时,一般不能超过300℃,在-200~300℃范围内,它们灵敏度比较高,铜-康铜热电偶还有一个特点是价格便宜,是常用几种定型产品中便宜的一种。   

(7)R型热电偶(铂铑13-铂热电偶)   

该热电偶的正为含13%的铂铑合金,负为纯铂,同S 型相比,它的电势率大15%左右,其它性能几乎相同,该种热电偶在日本产业界,作为高温热电偶用得多,而在中国,则用得较少。

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