熱電偶概述
熱電偶是一種感溫元件,是一次儀表。它直接測量溫度,并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號, 通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過,此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢,這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極,溫度較高的一端為工作端,溫度較低的一端為自由端,自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系, 制成分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的,不同的具有不同的分度表。
在回路中接入第三種金屬材料時,只要該材料兩個接點(diǎn)的溫度相同,所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在測溫時,可接入測量儀表, 測得熱電動勢后,即可知道被測介質(zhì)的溫度。
工作原理
兩種不同成份的導(dǎo)體(稱為絲材或熱電極)兩端接合成回路,當(dāng)接合點(diǎn)的溫度不同時,在回路中就會產(chǎn)生電動勢,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),而這種電動勢稱為熱電勢。就是利用這種原理進(jìn)行溫度測量的,其中,直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端),另一端叫做冷端(也稱為補(bǔ)償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會指出所產(chǎn)生的熱電勢。
實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器,它將熱能轉(zhuǎn)換為電能,用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度,對于的熱電勢,應(yīng)注意如下幾個問題:
1:的熱電勢是工作端的兩端溫度函數(shù)的差,而不是冷端與工作端,兩端溫度差的函數(shù);
2 :所產(chǎn)生的熱電勢的大小,當(dāng)?shù)牟牧鲜蔷鶆驎r,與的長度和直徑無關(guān),只與材料的成份和兩端的溫差有關(guān);
3:當(dāng)?shù)膬蓚€絲材料成份確定后,熱電勢的大小,只與的溫度差有關(guān);若冷端的溫度保持一定,這進(jìn)的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)。將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來,構(gòu)成一個閉合回路,如圖所示。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時,兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。就是利用這一效應(yīng)來工作的
◆裝配簡單,更換方便
◆壓簧式感溫元件,抗震性能好
◆測量范圍大
◆ 機(jī)械強(qiáng)度高,耐壓性能好
◆ 耐高溫可達(dá)2400度
選型
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的安裝要求
對與熱電阻的安裝,應(yīng)注意有利于測溫準(zhǔn)確,安全可考及維修方便,而且不影響設(shè)備運(yùn)行和生產(chǎn)操作.要滿足以上要求,在選擇對和熱電阻的安裝部位和插入深度時要注意以下幾點(diǎn):
1、為了使和熱電阻的測量端與被測介質(zhì)之間有充分的熱交換,應(yīng)合理選擇測點(diǎn)位置,盡量避免在閥門,彎頭及管道和設(shè)備的死角附近裝設(shè)或熱電阻.
2、帶有保護(hù)套管的和熱電阻有傳熱和散熱損失,為了減少測量誤差,和熱電阻應(yīng)該有足夠的插入深度:
(1)對于測量管道中心流體溫度的,一般都應(yīng)將其測量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝).如被測流體的管道直徑是200毫米,那或熱電阻插入深度應(yīng)選擇100毫米;
(2)對于高溫高壓和高速流體的溫度測量(如主蒸汽溫度),為了減小保護(hù)套對流體的阻力和防止保護(hù)套在流體作用下發(fā)生斷裂,可采取保護(hù)管淺插方式或采用熱套式.淺插式的保護(hù)套管,其插入主蒸汽管道的深度應(yīng)不小于75mm;熱套式的標(biāo)準(zhǔn)插入深度為100mm;
(3)假如需要測量是煙道內(nèi)煙氣的溫度,盡管煙道直徑為4m,或熱電阻插入深度1 m即可.
(4)當(dāng)測量原件插入深度超過1m時,應(yīng)盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護(hù)套管.