今日k型热电偶(k型热电偶)
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常用的热电偶分度号有S,B,K,E,T,J等。
这些是标准化的热电偶。
其中K型,即镍铬镍硅热电偶,是一种廉价的热电偶,可以测量更高的温度。
由于这种合金具有良好的高温抗氧化性,因此可用于氧化性或中性介质中。
可以测量长时间1000度,短时间1200度的高温。
不能在还原性介质中使用,否则会很快腐蚀。
在这种情况下,它只能用于500度以下的测量。
它比S型热电偶便宜得多,而且重复性好,热电势大,灵敏度高,线性好。
虽然其测量精度略低,但完全可以满足工业温度测量的要求,因此是工业上最常用的热电偶。
总结:——热电偶作为工业测温中应用最广泛的温度传感器之一,与铂热电阻一起,约占全部温度传感器的60%。
热电偶通常与显示仪表等一起使用。
直接测量各种生产过程中-40 ~ 1800范围内的液体、蒸气和气体介质及固体的表面温度。
热电偶的工作原理:两个成分不同的导体(称为热电偶丝或热电极)两端连接成一个合成电路。
当连接点的温度不同时,电路中就会产生电动势。
这种现象叫做热电效应,这个电动势叫做热电势。
热电偶利用这一原理测量温度。
直接用来测量介质温度的一端称为工作端(也叫测量端),另一端称为冷端(也叫补偿端)。
与冷端显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会显示热电偶产生的热电势。
实际上,热电偶是一种能量转换器,将热能转化为电能,利用产生的热电势来测量温度。
对于热电偶的热电势,应注意以下问题:(1)热电偶的热电势是热电偶两端温度函数之差,而不是热电偶两端的温差;(2)当热电偶材料均匀时,热电偶产生的热电势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温差有关;(3)当两根热电偶丝的材料成分确定时,热电偶的热电势只与热电偶的温差有关;如果热电偶冷端温度保持不变,则热电偶的热电势只是工作端温度的单值函数。
热电偶的基本结构:工业测温用热电偶。
其基本结构包括热电偶丝、绝缘管、保护管和接线盒等。
1.常用热电偶丝及其性能1。
铂铑10-铂热电偶(分度号S,又称单铂铑热电偶)。
这种热电偶的阳极是含10%铑的铂铑合金,阴极是纯铂;其特点是:(1)热电性能稳定,抗氧化能力强,可在氧化性气氛中连续使用,长期使用温度1300。
超过1400时,纯铂丝即使在空气中也会发生再结晶,导致晶粒粗大,断裂;(2)高精度,是所有热电偶中精度最高的,通常用作标准或测量更高的温度;(3)适用范围广,一致性和互换性好;(4)主要缺点是:微分热电势小,所以灵敏度低;它价格昂贵且机械强度低,因此不适合在还原性气氛或金属蒸汽中使用。
2.铂铑13-铂热电偶(分度号R,又称单铂铑热电偶)这种热电偶的正极含有13%的铂铑合金,负极为纯铂。
与S型热电偶相比,其电位率高15%左右,其它性能几乎相同。
这种热电偶在日本工业中最常用作高温热电偶 B型热电偶适用于氧化性或中性气氛,也可短时间用于真空气氛。
即使在还原性气氛中,其使用寿命也是R型或S型的10 ~ 20倍;由于其电极全部由铂铑合金制成,不具有铂铑热电偶阴极上的所有缺点,高温下大结晶倾向小,机械强度大。
同时由于对杂质的吸收或铑的迁移影响不大,长期使用后热电势变化不严重,缺点是价格昂贵(与单铂铑相比)。
4.镍铬镍硅(镍铝)热电偶(分度号为K)。
这种热电偶的正极是含10%铬的镍铬合金,负极是含3%硅的镍硅合金(有些国家的产品负极是纯镍)。
它可以测量从0到1300的介质温度,适合在氧化性和惰性气体中连续使用。
短期使用温度1200,长期使用温度1000。
热电势与温度近似成线性关系,价格便宜。
它是目前使用的最大的热电偶。
k型热电偶是一种耐氧化性很强的贱金属热电偶,不适合在真空、含硫、含碳气氛和交替氧化还原气氛中裸线使用。
氧分压较低时,镍铬电极中的铬会优先被氧化,使热电势发生较大变化,而金属气体对其影响不大。
因此,经常使用金属保护管。
K型热电偶的缺点:(1)热电势的高温稳定性比N型热电偶和贵金属热电偶差,在较高温度下(如1000以上)常被氧化损坏;(2)在250 ~ 500范围内短期热循环稳定性不好,即同一温度点,在升温和降温过程中,热电势值不同,相差可达2 ~ 3;(3)负极在150 ~ 200范围内会发生磁转变,导致在室温至230范围内分数值经常偏离分表,特别是在磁场中使用时,经常出现与时间无关的热电势干扰;(4)长期暴露在高通量系统辐照环境下,由于负极中锰(Mn)、钴(Co)等元素的变态,负极稳定性差,导致热电势变化很大。
5.镍铬硅镍硅热电偶(分度号为N)。
这种热电偶的主要特点是:在1300以下具有较强的温度调节和抗氧化能力,良好的长期稳定性和短期热循环再现性,良好的抗核辐射和低温性能。
此外,在400 ~ 1300范围内,N型热电偶热电特性的线性优于K型热电偶;但在低温范围(-200 ~ 400),非线性误差较大,材料较硬,不易加工。
6.铜-铜-镍热电偶(分度号T)T热电偶。
这个热电偶的正极是纯铜,负极是铜镍合金(也叫康铜)。
其主要特点是:以贱金为主属热电偶中,它的准确度最高、热电极的均匀性好;它的使用 温度是-200~350℃,因铜热电极易氧化,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最便宜的一种。
7、铁-康铜热电偶(分度号为J)J型热电偶,该热电偶的正极为纯铁,负极为康铜(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℃,但常用温度只是500℃以下,因为超过这个温度后,铁热电极的氧化速率加快,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。
8、镍铬-铜镍(康铜)热电偶(分度号为E)E型热电偶是一种较新的产品,它的正极是镍铬合金,负极是铜镍合金(康铜),其最大特点是在常用的热电偶中,其热电势最大,即灵敏度最高;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。
除了以上8种常用的热电偶外,作为非标准化的热电偶还有钨铼热电偶,铂铑系热电偶,铱锗系热电偶,铂钼系热电偶和非金属材料热电偶等。
二、绝缘管该热电偶的工作端被牢固地焊接在一起,热电极之间需要用绝缘管保护。
热电偶的绝缘材料很多,大体上可分为有机和无机绝缘两类,处于高温端的绝缘物必须采用无机物,通常在1000以下选用粘土质绝缘管,在1300以下选用高铝管,在1600以下选用刚玉管。
三、保护管保护管的作用在于使用热电偶电极不直接与被测介质接触,它不仅可延长热电偶的寿命,还可起到支撑和固定热电极增加其强度的作用;因此,热电偶保护管及绝缘选择是否合适,将直接影响到热电偶的使用寿命和测量的准确度,被采用做保护管的材料主要分金属和非金属两大类。
本文到此结束,希望对大家有所帮助。
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