热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。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-50~+1600℃均可边续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。
③构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。
常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。
我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
热电偶是一种能量转换器,将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,测量0~1800℃中的液体、气体介质及固体表面温度。对于热电偶的热电势,应注意如下几个问题:
1、热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成分和两端的温差有关;
2、热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差,而不是热电偶冷端与工作端,两端温度差的函数;
3、当热电偶的两个热电偶丝材料成分确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关;若热电偶冷端的温度保持一定,这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。
热电偶热电阻安装注意点:
(1)热电偶和热电阻应尽量垂直装在水平或垂直管道上,安装时应有保护套管,以方便检修和更换。
(2)热电偶的冷端应处在同一环境温度下,应使用同型号的补偿导线,且正负要接对。
(3)测量管道内温度时,元件长度应在管道中心线上(即保护管插入深度应为管径的一半)。
(4)温度动圈表安装时,开孔尺寸要合适,安装要美观大方。
(5)高温区使用耐高温电缆或耐高温补偿线。
(6)要根据不同的温度选择不同的测量元件。一般测量温度大于100℃时,应选择热电偶,小于100℃时选择热电阻。
(7)接线要合理美观,表针指示要正确。
热电偶测温元件安装要求:
(1)热电偶安装地点要选择在便于施工维护,而且不易受到外界损伤的位置。
(2)承受压力的热电偶,其密封面必须密封良好。
(3)热电偶安装位置应尽可能保持垂直,以防止保护管在高温下变形。在被测介质有流速的情况下,应使其处于管道中心线上,而且与被测流体的方向相对。有弯道的应量安装在管道弯曲处。
(4)热电偶接线盒的盖子应尽量向上,防止被水浸入。
(5)热电偶的插入深度可按实际需要决定,但浸入被测介质中的长度应大于保护管外径的8-10倍。
(6)热电偶露在设备外的部分要尽量短并应加保温层,以减小热量损失和测量误差。
(7)热电偶安装在负压管道或容器上时,安装处要密封良好。
(8)热电偶在管道上安装时,要在管道上加装插座,插座材料要与管道材料一致。
(9)热电偶装在具有固体颗粒和流速很高的介质中时,为了防止长期受冲刷而损坏,可在前面加装保护板。