1,热电偶原理
热电偶是工业上使用量最大的温度检测元件,热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,两种金属携带的电子数不同,如两端温度不同,就会出现高电位向低电位放电现象,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。电势会随着温度的变化而变化,并且具有非常稳定的线性和复现性,配用专用测量仪表将这种线性的电势信号转换成温度信号显示出来,热电偶就是利用这种原理进行温度测量的。其优点是:
1、测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
2、测量范围广。常用的热电偶从-271度—2800度均可连续测量。
3、构造简单,使用方便。热电偶通常是由热电偶丝、接线盒、保护管组 成。根据安装要求可以配备接管螺丝、固定法兰等安装部件。
2,常用的热电偶材料 佛山神港自动化
热电偶分度号 热电极材料 测 温 量 程
正极- 负极 理论最高值 长期工作值
S 铂铑10- 铂 0-1600度 1350度以下
R 铂铑13- 铂 0-1600度 1350度以下
B 铂铑30- 铂铑6 0-1800度 1650度以下
K 镍铬- 镍硅 0-1300度 1100度以下
T 铜- 铜镍 0-400度 300度以下
J 铁 - 铜镍 0-400度 300度以下
N 镍铬硅 - 镍硅 0-1300度 1150度以下
E 镍铬 - 铜镍 0-1000度 800度以下
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处理热电偶显示温度会出现误差①热电偶元件变质引进误差如热电极受化学侵蚀产生变质时,剪去或更换变质的热电极。②补偿导线引进误差企业采用的补偿导线的热电性能与所配热电偶的热电性能不完全相 同时,应更换配套的补偿导线。③热交换差引起误差因测温时热电偶热端与被测对象未充分接触或未达到热平衡所致。 如保护管表面积灰较多时,要清除积灰或结皮;如热电偶安装位置不当或深人深度不够时,未 能在介质流速最大的地方测量,此时应选好测点,调整安装位置,使之在需要测定温度的位 置上。④测量系统绝缘性能下降引起误差当热电偶测量线路绝缘破损,引起短路或接地时,用 万能表检查,找出故障修复绝缘。
热电偶温度传感器主要有两个部分组成,一个是热电偶,另一个是温度变送器。热电偶还是比较简单的,就是由两根不同的金属丝组成,一端将两根金属丝焊接在一起的是热端,也就是测温端,另一头两根金属丝是分开的,也就是冷端。当热端与冷端有温度差时,金属丝的热点效应就会产生电势,温差越大,电势也越大。温度变送器就是将热电偶测到的电势变换成标准信号,他主要由三个部分组成,第一是检测桥路部分,利用灵敏度高的平衡电桥将热电偶转换成稳定的对应电信号,并对热电偶进行冷端补偿,即补偿到0℃。因为我们所讲的温度都是基于0℃来说的,而热电偶的冷端并不是除于0℃状态,它是现场的环境温度,对应的热电势也不是0℃的,因此要对其进行冷端补偿;第二是线性化电路,热电偶的测温电势对应温度是非线性的,线性化电路就是将非线性的测温电势转换成线性电信号;最后第三是放大和变换电路,将线性化的电信号进行放大并转换成4-20mA的标准电信号输出。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材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电动势——热电动势。
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。
热电偶的应用:
1、与测量仪器配套使用,一般应用于仪表、记载仪表、电子盘算机等一起使用,进行高温或是低温的测量,不过需要注意的是热电偶具体型号要根据不同仪表进行选择,这样才能更好的发挥热电偶的作用。
2、热电偶在生产过程中的应用,石油、化工、钢铁、造纸、热电、核电等生产行业,做为高温测量的仪器,将热信号转化为热电动势信号,便于生产控制温度和测量温度,为生产的精度提供了保障。
3、用于安全检测,楼宇自动化等温度控制不可少,为自动化设备温度感应起到了重要的作用。
4、用于有色金属、军事、航天等领域,在生产过程中测量200——2800度的温度参数。
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