熱電偶溫度計(jì)屬于接觸式溫度測(cè)量?jī)x器 溫度是根據(jù)熱電效應(yīng)的原理測(cè)量的，即塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)。它是溫度測(cè)量?jī)x器中常用的溫度測(cè)量元件。 本文主要介紹熱電偶溫度計(jì)在水電工程中的應(yīng)用，供讀者參考。 1.熱電偶熱電偶溫度計(jì)的基本原理屬于接觸式溫度測(cè)量?jī)x器 溫度是根據(jù)熱電效應(yīng)的原理測(cè)量的，即塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)。它是溫度測(cè)量?jī)x器中常用的溫度測(cè)量元件。 將不同材料的導(dǎo)體A和導(dǎo)體B連接成一個(gè)閉環(huán)。接觸溫度測(cè)量點(diǎn)的一端稱為測(cè)量端(或工作端)，另一端稱為參考端(或自由端) 如果測(cè)量端和參考端的溫度t和t0不同，則在回路的a和b之間產(chǎn)生熱電勢(shì)EAB(t，t0)。這種現(xiàn)象被稱為塞貝克效應(yīng)，即熱電效應(yīng) EAB的大小隨著導(dǎo)體甲和乙的材料以及兩端的溫度t0和t0而變化。這個(gè)循環(huán)被稱為原型熱電偶 在實(shí)際應(yīng)用中，將A和B的一端焊接在一起作為熱電偶的測(cè)量端，并置于測(cè)量溫度T，同時(shí)將參考端分開并通過導(dǎo)線連接到顯示儀器，參考端觸點(diǎn)的溫度t0保持穩(wěn)定。 由顯示儀表測(cè)量的電勢(shì)僅隨著測(cè)量的溫度t而變化 當(dāng)?shù)谌饘俨牧线B接到熱電偶回路中時(shí)，只要材料的兩個(gè)觸點(diǎn)的溫度相同，由熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)將保持不變，即不會(huì)受到第三金屬連接到回路中的影響。 因此，當(dāng)熱電偶測(cè)量溫度時(shí)，在測(cè)量熱電勢(shì)之后，可以連接測(cè)量?jī)x器以知道待測(cè)量介質(zhì)的溫度。 根據(jù)熱電勢(shì)和溫度之間函數(shù)關(guān)系 可制成熱電偶索引表 分度表是在自由端溫度t0 = 0℃的條件下獲得的 不同的熱電偶有不同的畢業(yè)表 理論上，任何兩個(gè)導(dǎo)體都可以制成熱電偶，但并非所有材料都可以制成熱電偶，因此熱電極材料必須滿足以下幾點(diǎn):(1)熱電偶材料在經(jīng)受溫度后可以產(chǎn)生更高的熱電勢(shì)，熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系z(mì)ui是線性或近似線性的單值函數(shù)；(2)能測(cè)量高溫，在我國(guó)應(yīng)用范圍廣。長(zhǎng)期使用后，物理、化學(xué)和熱電性能保持穩(wěn)定。(3)材料要求電阻溫度系數(shù)小、電阻率高、導(dǎo)電性好、熱容量小。重現(xiàn)性好，便于批量生產(chǎn)和交換，便于制定統(tǒng)一的分度表；(4)良好的力學(xué)性能和均勻的材料；(5)資源豐富，價(jià)格低廉 為了確保熱電偶可靠穩(wěn)定地工作，對(duì)熱電偶 (1)形成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固；(2)兩個(gè)熱電極應(yīng)相互絕緣良好，以防短路；(3)補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接應(yīng)方便可靠；(4)保護(hù)套應(yīng)能確保熱電極與有害介質(zhì)完全隔離 熱電偶溫度計(jì)的特點(diǎn)是:(1)測(cè)量精度高 因?yàn)闊犭娕寂c測(cè)試對(duì)象直接接觸，所以它不受中間介質(zhì)的影響。 (2)測(cè)量范圍廣 常用熱電偶可在-50℃至+1600℃范圍內(nèi)連續(xù)測(cè)量。某些特殊熱電偶較大值可低至-269℃(如金、鐵、鎳和鉻)，較大值可高達(dá)+2800℃(如鎢錸) (3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便 熱電偶通常由兩種不同的金屬線組成，不受尺寸和起點(diǎn)的限制。與外部保護(hù)套一起使用非常方便。 熱電偶是一種溫度傳感元件，可以將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電勢(shì)信號(hào)，并可以通過與電測(cè)量?jī)x器的合作來測(cè)量測(cè)量的溫度 2.熱電歐洲溫度計(jì)的選擇常用熱電偶并可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶 標(biāo)準(zhǔn)熱電偶指熱電偶，有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差，并有與之匹配的顯示儀表可供選擇。 非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在范圍或數(shù)量級(jí)上不如標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶好，一般沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于一些特殊場(chǎng)合的測(cè)量。 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn) 熱電偶的畢業(yè)編號(hào)主要是S、R、B、N、K、E、J、T等。 其中，硫、氫和硼是貴金屬熱電偶，氮、鉀、電、J和T是廉價(jià)金屬熱電偶 硫指數(shù)具有很強(qiáng)的抗氧化性，適合在氧化和惰性氣氛中連續(xù)使用。長(zhǎng)期使用溫度為1400℃，短期使用溫度為1600℃ 在所有熱電偶中，s指數(shù)的學(xué)位等級(jí)zui較高，通常用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶；與S指數(shù)相比，R指數(shù)具有幾乎相同的性能，只是熱電動(dòng)力約為15%。在室溫下，B指數(shù)的熱電動(dòng)勢(shì)非常小，因此在測(cè)量過程中通常沒有必要補(bǔ)償導(dǎo)體。 其長(zhǎng)期使用溫度為1600℃，短期使用溫度為1800℃ 可用于氧化性或中性氣氛，或在真空中短時(shí)間使用。 氮指數(shù)(N index number)的特點(diǎn)是1300℃高溫抗氧化性強(qiáng)，熱電動(dòng)力長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，短期熱循環(huán)重現(xiàn)性好，耐核輻射性和耐低溫性好。它可以部分替代S指數(shù)熱電偶；鉀指數(shù)具有很強(qiáng)的抗氧化性，適合在氧化和惰性氣氛中連續(xù)使用。長(zhǎng)期使用溫度為1000℃，短期使用溫度為1200℃ 嘴廣泛用于所有熱電偶；指數(shù)的特點(diǎn)是它的熱電動(dòng)力較大，即高靈敏度較大，常用熱電偶 應(yīng)在0-800℃的氧化和惰性氣氛中連續(xù)使用。J指數(shù)(J index number)的特點(diǎn)是既可用于氧化氣氛(使用溫度上限為750℃)又可用于還原氣氛(使用溫度上限為950℃)，耐H2和一氧化碳?xì)怏w腐蝕，主要用于煉油和化工行業(yè)。測(cè)試指數(shù)的特征是所有廉價(jià)金屬的中等較大高度熱電偶，通常用于測(cè)量300℃以下的溫度 由于熱電偶材料通常很貴(特別是當(dāng)使用貴金屬時(shí))，并且從溫度測(cè)量點(diǎn)到儀器的距離很長(zhǎng)，為了節(jié)省熱電偶材料并降低成本，通常使用補(bǔ)償線將熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度相對(duì)穩(wěn)定的控制室，并將其連接到儀器端子。 必須指出的是，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的功能只是延伸熱電極，并將熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子。它不能消除冷端溫度變化對(duì)溫度測(cè)量的影響，也沒有補(bǔ)償功能。 因此，需要其他校正方法來補(bǔ)償冷端溫度T0-Ne。0℃對(duì)溫度測(cè)量的影響 使用熱電偶補(bǔ)償線時(shí)，必須注意與型號(hào)匹配，極性不得有誤，補(bǔ)償線和熱電偶之間連接端的溫度不得超過100℃ 冷端溫度補(bǔ)償器的型號(hào)應(yīng)與熱電偶型號(hào)一致，并應(yīng)在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。當(dāng)冷端溫度補(bǔ)償器連接到熱電偶時(shí)，極性不能錯(cuò)誤；根據(jù)補(bǔ)償器平衡點(diǎn)的溫度調(diào)節(jié)儀器的起點(diǎn)，使指針指示平衡點(diǎn)的溫度；帶有自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的顯示儀表上未安裝補(bǔ)償器；補(bǔ)償器必須定期檢查和驗(yàn)證。 熱電偶溫度計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中有非常廣泛的應(yīng)用。熱電偶的選擇應(yīng)首先基于測(cè)量溫度的上限，并且熱電偶的熱電極和保護(hù)套應(yīng)正確選擇。根據(jù)測(cè)試對(duì)象的結(jié)構(gòu)和安裝特點(diǎn)，選擇熱電偶的規(guī)格和尺寸 熱電偶根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為普通工業(yè)型、裝甲型和特殊型 常用工業(yè)熱電偶有:1。鉑銠10-鉑熱電偶:屬于貴金屬熱電偶，正極為鉑銠合金，負(fù)極為鉑，短期工作溫度為1600℃，長(zhǎng)期工作溫度為1300℃，物理化學(xué)穩(wěn)定性好，一般用于高精度要求的高溫測(cè)量。 然而，材料更昂貴，熱電勢(shì)更小，并且刻度數(shù)是s 2.鎳鉻鎳硅熱電偶:是一種非貴金屬，zui性能穩(wěn)定，用途廣泛，極富鎳鉻 短期工作溫度為1200℃，長(zhǎng)期工作溫度為900℃ 這個(gè)熱電偶的熱電勢(shì)比前一個(gè)大4-5倍，線性度較好，誤差一般為(6-8)℃ 然而，它的熱電極不容易變得均勻，容易氧化，穩(wěn)定性差。 畢業(yè)編號(hào)是k。 3.鎳鉻康銅熱電偶:正極為鎳鉻，短期工作溫度為800℃，長(zhǎng)期工作溫度為60℃ 它是一種大熱電勢(shì)的zui 熱電偶，測(cè)量精度高，但容易氧化。 畢業(yè)編號(hào)是e。 4.銅-康斯坦坦熱電偶:這在低溫下廣泛使用熱電偶。測(cè)量溫度范圍為(-200-+200)℃，穩(wěn)定性好，低溫靈敏度高，價(jià)格低廉。 畢業(yè)編號(hào)是t。 裝甲熱電偶由熱電極、絕緣材料和金屬套管組成。它可以做得很薄很長(zhǎng)，并且可以根據(jù)使用中的測(cè)量要求彎曲。其特點(diǎn)是:熱情低，熱接點(diǎn)熱容量小，使用壽命長(zhǎng)，適應(yīng)性強(qiáng)等。它被廣泛使用。 在實(shí)際使用中，應(yīng)特別注意補(bǔ)償導(dǎo)線的使用。 通常連接在儀器和接線盒之間的補(bǔ)償導(dǎo)體的熱電特性與熱電偶相同或相似。與熱電偶連接后，不會(huì)產(chǎn)生大的額外熱電勢(shì)，也不會(huì)影響熱電偶回路的總熱電勢(shì)。 如果用普通導(dǎo)線代替補(bǔ)償導(dǎo)線，就不能達(dá)到補(bǔ)償效果，從而降低了溫度測(cè)量的精度。 因此，安裝儀表接線時(shí)，用戶應(yīng)注意:當(dāng)補(bǔ)償線連接到熱電偶時(shí)，極性不得反轉(zhuǎn)，否則溫度測(cè)量誤差反而會(huì)增加。 在實(shí)際測(cè)量中，如果測(cè)量值與實(shí)際值相差太大，除了熱電偶的安裝位置不正確外，還有可能熱電偶甚至導(dǎo)線被氧化和/或測(cè)量端的焊點(diǎn)出現(xiàn)砂眼熱電偶 3.熱電偶溫度計(jì)安裝熱電偶和熱阻溫度計(jì)屬于接觸式溫度計(jì)，因其不可替代的優(yōu)勢(shì)，已成為工礦企業(yè)和科研院所常用的測(cè)溫儀器 熱電偶和熱阻傳感器的正確安裝是確保其測(cè)量精度和使用壽命的重要因素。 下面介紹幾種常用的安裝方法，希望能為大家的實(shí)際工作提供一些參考。 首先熱電偶和熱阻應(yīng)盡可能垂直安裝，以防止保護(hù)套在高溫下變形。然而，在流速的情況下，必須逆著待測(cè)量介質(zhì)的流動(dòng)方向插入，以確保溫度測(cè)量元件和流體之間的完全接觸，從而確保其測(cè)量精度。 此外熱電偶和熱阻應(yīng)盡可能安裝在有保護(hù)層的管道中，以防止熱量損失。 其次，當(dāng)熱電偶和熱阻傳感器安裝在負(fù)壓管道中時(shí)，必須確保測(cè)量處具有良好的密封性能，以防止外部冷空氣進(jìn)入并降低讀數(shù)。 當(dāng)熱電偶和熱阻傳感器安裝在室外時(shí),熱電偶的接線盒蓋和熱阻傳感器應(yīng)朝上，電線入口應(yīng)朝下，以防止雨水或灰塵進(jìn)入接線盒，損壞熱電偶和熱阻接線盒中的電線，影響其測(cè)量精度 應(yīng)經(jīng)常檢查熱電偶和熱阻溫度計(jì)處的接線情況，尤其是熱電偶溫度計(jì)處，因?yàn)檠a(bǔ)償導(dǎo)線材料的硬度很高，很容易從端子上脫落并導(dǎo)致開路故障。因此，接線應(yīng)良好，不要過多接觸溫度計(jì)的接線，并經(jīng)常檢查以獲得正確的測(cè)量溫度。 熱電偶應(yīng)安裝在盡可能靠近待測(cè)溫度控制點(diǎn)的地方。 為了防止沿?zé)犭娕嫉臒醾鬟f或防止保護(hù)管影響測(cè)量溫度，熱電偶應(yīng)浸入測(cè)量流體中，深度至少為直徑的10倍。 測(cè)量固體溫度時(shí)，熱電偶應(yīng)緊靠或緊密接觸材料 為了減小至zui的熱傳導(dǎo)誤差，應(yīng)減小觸點(diǎn)附近的溫度梯度。 當(dāng)使用熱電偶測(cè)量管道中的氣體溫度時(shí)，如果管壁溫度明顯升高或降低，熱電偶將向其輻射或吸收熱量，從而顯著改變測(cè)量溫度 此時(shí)，可以使用輻射屏蔽使其溫度接近氣體溫度，使用所謂的屏蔽類型熱電偶 選擇溫度測(cè)量點(diǎn)時(shí)，應(yīng)具有代表性。例如，當(dāng)測(cè)量管道中的流體溫度時(shí)，熱電偶的測(cè)量端應(yīng)在管道中流速較大的地方。 一般來說，熱電偶保護(hù)套管末端應(yīng)穿過流速中心線

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