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  熱電偶
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熱電偶
關鍵字:熱電偶。

 

淮安華立儀表專業生產熱電偶,為顧客提供選型方案,完善的售后服務。"為客戶節省成本,和客戶實現雙贏。"是我們的宗旨,期待與您的合作!

 

產品概述:
         工業用裝配式熱電偶作為測量溫度的傳感器,通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調節器配套使用。它可以直接測量各種生產過程中從0℃到1800℃范圍內的液體、蒸汽和氣體介質以及固體的表面溫度。熱電偶測溫的原理是通過兩種不同成份的材質導體組成閉合回路,當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。兩種不同成份的均質導體為熱電極,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。根據熱電動勢與溫度的函數關系, 制成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。 熱電偶測溫基本原理:將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來,構成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這個效應來工作的。HL-WR系列熱電偶是一種溫度傳感器。它在化學工業自控系統中應用極廣,通過溫度傳感器,可將控制對象的溫度參數變成電信號,傳遞給顯示、記錄和調節儀表,對系統實行檢測、調節和控制。HL-WR系列熱電偶是一種感溫元件,是一種儀表。它直接測量溫度,并把溫度信號轉  熱電偶換成熱電動勢信號, 通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質導體組成閉合回路,當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(Seebeck effect)。兩種不同成份的均質導體為熱電極,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。根據熱電動勢與溫度的函數關系, 制成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時,只要該材料兩個接點的溫度相同,熱電偶所產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,在熱電偶測溫時,可接入測量儀表, 測得熱電動勢后,即可知道被測介質的溫度。

 

產品類型: HL-WR系列熱電偶品種齊全主要有:隔爆型熱電偶、本安型熱電偶、鎧裝熱電偶、電站測溫專用熱電偶、煙道(風道)熱電偶等.

 產品特點:

       常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所謂標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統一的標準分度表的熱電偶,它有與其配套的 顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶,一般也沒有統一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶中國從 1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產,并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為中國統一設計型熱電偶。

  產品結構:
        從熱電偶的測溫原理可知,構成最基本的熱電偶除了兩根熱電極材料外,還必須在熱電極的兩端按照要求制作成測量端和參比端,俗稱“熱端”和“冷端”,這就是所謂的“兩端”。
       根據熱電偶的不同用途,熱端有絕緣型、多支分絕緣型、接殼型、露頭型四種形式,冷端有密封和非密封兩種形式。熱電偶一般由五部分構成,兩根熱電極(或叫偶絲)是構成熱電偶的核心部分(第一部分測溫元件),其它部分都是圍繞它展開;為了保證回路中熱電勢不損失以準確傳遞被測溫度信號,必須用絕緣材料使兩熱電極除兩端點之外的其余部分之間,及其與外界之間有可靠的絕緣(第二部分絕緣材料);為了保護絕緣材料和偶絲,延長熱電偶的使用壽命,一般還設計有保護套管(第三部分保護管);為了安裝接線使用方便,
適應各種使用場合,一般還設計有第四部分接線裝置和第五部分安裝固定裝置。這些就是所謂的“五部“。

                       根據不同用途,能夠測溫的最基本的熱電偶(即熱電儡芯),沒有保護管和安裝固定裝置。
                  裝配式熱電偶主要由接線盒、保護管、絕緣套管、接線端子、熱電極組成基本結構,并配以各種安裝固定定裝置組成。

 

 

測量范圍及基本誤差限

熱電偶類別 代號 分度號 測量范圍 基本誤差限
鎳鉻-康銅 WRK E 0-800℃ ±0.75%t
鎳鉻-鎳硅 WRN K 0-1300℃ ±0.75%t
鉑銠13-鉑 WRB R 0-1600℃ ±0.25%t
鉑銠10-鉑 WRP S 0-1600℃ ±0.25%t
鉑銠30-鉑銠6 WRR B 0-1800℃ ±0.25%t
     注:t為感溫元件實測溫度值(℃)

     熱電偶時間常數

熱惰性級別 時間常數(秒) 熱惰性級別 時間常數(秒)

90-180

10-30

30-90

<10

熱電偶的安裝要求:
  對熱電偶與熱電阻的安裝,應注意有利于測溫準確,安全可考及維修方便,而且不影響設備運行和生產操作.要滿足以上要求,在選擇對熱電偶和熱電阻的安裝部位和插入深度時要注意以下幾點:   
1、為了使熱電偶和熱電阻的測量端與被測介質之間有充分的熱交換,應合理選擇測點位置,盡量避免在閥門,彎頭及管道和設備的死角附近裝設熱電偶或熱電阻.   
2、帶有保護套管的熱電偶和熱電阻有傳熱和散熱損失,為了減少測量誤差,熱電偶和熱電阻應該有足夠的插入深度:   
(1)對于測量管道中心流體溫度的熱電偶,一般都應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,那熱電偶或熱電阻插入深度應選擇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),為了減小保護套對流體的阻力和防止保護套在流體作用下發生斷裂,可采取保護管淺插方式或采用熱套式熱電偶.淺插式的熱電偶保護套管,其插入主蒸汽管道的深度應不小于75mm;熱套式熱電偶的標準插入深度為100mm;   
(3)假如需要測量是煙道內煙氣的溫度,盡管煙道直徑為4m,熱電偶或熱電阻插入深度1 m即可.
(4)當測量原件插入深度超過1m時,應盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護套管.

 熱電偶的正確使用:
  正確使用熱電偶不但可以準確得到溫度的數值,保證產品合格,而且還可節省熱電偶的材料消耗,既節省資金又能保證產品質量。安裝不正確,熱導率和時間滯后等誤差,它們是熱電偶在使用中的主要誤差。   
1、安裝不當引入的誤差如熱電偶安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實溫度等,換句話說,熱電偶不應裝在太靠近門和加熱的地方,插入的深度至少應為保護管直徑的8~10倍;熱電偶的保護套管與壁間的間隔未填絕熱物質致使爐內熱溢出或冷空氣侵入,因此熱電偶保護管和爐壁孔之間的空隙應用耐火泥或石棉繩等絕熱物質堵塞以免冷熱空氣對流而影響測溫的準確性;熱電偶冷端太靠近爐體使溫度超過100℃;熱電偶的安裝應盡可能避開強磁場和強電場,所以不應把熱電偶和動力電纜線裝在同一根導管內以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測介質很少流動的區域內,當用熱電偶測量管內氣體溫度時,必須使熱電偶逆著流速方向安裝,而且充分與氣體接觸。   
2、絕緣變差而引入的誤差如熱電偶絕緣了,保護管和拉線板污垢或鹽渣過多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良,在高溫下更為嚴重,這不僅會引起熱電勢的損耗而且還會引入干擾,由此引起的誤差有時可達上百度。   
3、熱惰性引入的誤差由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測溫度的變化,在進行快速測量時這種影響尤為突出。所以應盡可能采用熱電極較細、保護管直徑較小的熱電偶。測溫環境許可時,甚至可將保護管取去。由于存在測量滯后,用熱電偶檢測出的溫度波動的振幅較爐溫波動的振幅小。測量滯后越大,熱電偶波動的振幅就越小,與實際爐溫的差別也就越大。當用時間常數大的熱電偶測溫或控溫時,儀表顯示的溫度雖然波動很小,但實際爐溫的波動可能很大。為了準確的測量溫度,應當選擇時間常數小的熱電偶。時間常數與傳熱系數成反比,與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比,如要減小時間常數,除增加傳熱系數以外,最有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。使用中,通常采用導熱性能好的材料,管壁薄、內徑小的保護套管。在較精密的溫度測量中,使用無保護套管的裸絲熱電偶,但熱電偶容易損壞,應及時校正及更換。   
4、熱阻誤差高溫時,如保護管上有一層煤灰,塵埃附在上面,則熱阻增加,阻礙熱的傳導,這時溫度示值比被測溫度的真值低。因此,應保持熱電偶保護管外部的清潔,以減小誤差。

 故障處理案例:
  熱電偶輸入產生故障判別法   按照儀表接線圖進行正確接線通電后,儀表先是顯示儀表的熱電偶分度號,接著顯示儀表量程范圍,再測儀表下排的數碼管顯示設定溫度,儀表上排數碼管顯示測量溫度。若儀表上排數碼管顯示不是發熱體的溫度,而顯示“OVER”、“0000”或“000”等狀況,說明儀表輸入部位產生故障,應作如下試驗:   

A)把熱電偶從儀表熱電偶輸入端拆下,再用任何一根導線把儀表熱電偶輸入端短路。通電時,儀表上排數碼管顯示值約為室溫時,說明熱電偶內部連線開路,應更換同類型熱電偶。若還是以上所說的狀況,說明儀表在運輸過程中,儀表的輸入端被損壞,要調換儀表。   

B)把上述故障儀表的熱電偶拆去,換用旁邊運行正常的同種分度號儀表上接入的熱電偶,通電后,原故障儀表上排數碼管顯示發熱體溫度時,說明熱電偶內部連線開路,更換同類型熱電偶。若還是以上所說的狀況,說明儀表在運輸過程中,儀表的輸入端被損壞,要更換儀表。   

C)把有故障的熱電偶從儀表上拆下來,用萬用表放在測量歐姆(R)*1檔,用萬用表兩表棒去測熱電偶兩端,若萬用表上顯示的電阻值很大,說明熱電偶內部連接開路,更換同類型熱電偶。否則有一定阻值,說明儀表輸入端有問題,應更換儀表。   D)按照儀表接線圖接線正確,若儀表通電后,儀表上排數碼管顯示有負值等現象,說明接入儀表的熱電偶“+”與“—”接錯而造成的。只要重新調換一下即可。   

E)接線正確儀表在運行時,儀表上排數碼管顯示的溫度與實際測量的溫度相差40ºC~70ºC。甚至相差更大,說明儀表的分度號與熱電偶的分度號搞錯。按熱電偶分度號B、S、K、E等熱電偶的溫度(ºC)與毫伏(MV)值的對應關系來看,同樣溫度(ºC)的情況下,產生的毫伏值(MV)B分度號最小,S分度號次小,K分度號較大,E分度號最大,按照此原理來判別。

溫度補償:
  由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴金屬時),而測溫點到儀表的距離都很遠,為了節省熱電偶材料,降低成本,通常采用補償導線把熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩定的控制室內,連接到儀表端子上。必須指出,熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補償作用。因此,還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。在使用熱電偶補償導線時必須注意型號相配,極性不能接錯,補償導線與熱電偶連接端的溫度差不能超過100℃。


常見問題:
  對于熱電偶的熱電勢,應注意如下幾個問題: 
1:熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端與冷端兩端溫度函數的差,而不是熱電偶冷端與工作端,兩端溫度差的函數;   
2 :熱電偶所產生的熱電勢的大小,當熱電偶的材料是均勻時,與熱電偶的長度和直徑無關,   
3:當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后,熱電偶熱電勢的大小,只與熱電偶的溫度差有關;若熱電偶冷端的溫度保持一定,這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數。

 

 

★熱響應時間
    在溫度出現階躍變化時,熱電偶的輸出變化至相當于該變化的5%,所需要的時間稱為熱響應時間,
用To.s表示。
★熱電偶公稱壓力
    一般是指在工作溫度下保護管所能承受的靜態外壓而不破裂。實際上,容許工作壓力不僅與保護管材
料、直徑、壁厚有關,還與其結構形式、安裝方法、置入深度以及被測介質的流速和種類等有關。
★熱電偶最小置入深度
    應不小于其保護管外徑的8-10倍(特殊產品例外)。
★熱電偶絕緣電阻(常溫)
    常溫絕緣電阻的試驗電壓為直流500V±50V,測量常溫絕緣電阻的大氣條件為溫度15-35℃,相對濕
度45%,大氣壓力86-106kPa。
    a、對于長度超過l米的熱電偶它的常溫絕緣電阻值與其長度的乘積應不小于100MQ.m。
    即:Rr.L≥100M Q.m   L>lm
    式中:Rr-熱電偶的常溫絕緣電阻值,M Q
    L-熱電偶的長度,m。
    b、對于長度等于或不足1米的熱電偶,它的常溫絕緣電阻值應不小于100M Ω。

電阻溫度系數小,導電率高,比熱??;   
測溫中產生熱電勢要大,并且熱電勢與溫度之間呈線性或接近線性的單值函數關系;   
材料復制性好,機械強度高,制造工藝簡單,價格便宜。

 

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