此外,在使用熱電偶進(jìn)行溫度測量時(shí),還需注意冷端溫度補(bǔ)償?shù)膯栴}。儀表通過熱電偶產(chǎn)生的電動(dòng)勢來確定被測溫度值,而電動(dòng)勢的大小與熱、冷端的溫差緊密相關(guān)。為了確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,我們通常希望冷端溫度維持在0℃左右。但在實(shí)際測量過程中,冷端溫度往往與環(huán)境溫度相接近,例如25℃左右。因此,當(dāng)冷端溫度不為0℃時(shí),即使熱端溫度相同,所產(chǎn)生的電動(dòng)勢也會(huì)有所差異,進(jìn)而導(dǎo)致測量結(jié)果的偏差。為了消除這種偏差,我們需要對熱電偶進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。核反應(yīng)堆環(huán)境需選用N型熱電偶,其耐核輻照性能優(yōu)于K型。高溫?zé)犭娕贾圃?/p>
熱電偶傳感器是工業(yè)中使用較為普遍的接觸式測溫裝置。這是因?yàn)闊犭娕季哂行阅芊€(wěn)定、測溫范圍大、信號可以遠(yuǎn)距離傳輸?shù)忍攸c(diǎn),并且結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。熱電偶能夠?qū)崮苤苯愚D(zhuǎn)換為電信號,并且輸出直流電壓信號,使得顯示、記錄和傳輸都很容易。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(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢信號, 通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),回路中就會(huì)有電流通過,此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢——熱電動(dòng)勢,這就是所謂的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)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(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢與溫度的函數(shù)關(guān)系, 制成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時(shí)的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。上海固定螺紋安裝型探頭式熱電偶高溫窯爐中的熱電偶經(jīng)受著高溫、高輻射等惡劣環(huán)境的考驗(yàn)。
信號性質(zhì):感應(yīng)電壓與電阻變化。熱電偶產(chǎn)生的信號是隨溫度變化的感應(yīng)電壓,即熱電勢。這個(gè)信號通常比較微弱,需要進(jìn)行放大等調(diào)理操作才能被準(zhǔn)確測量。因此,在熱電偶的測量電路中,通常會(huì)包含放大器、濾波器等電路元件,以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。而熱電阻本身是電阻,其信號性質(zhì)是電阻值的變化。當(dāng)溫度變化時(shí),熱電阻的電阻值會(huì)產(chǎn)生正或負(fù)的阻值變化。這種變化可以直接通過電阻測量儀器進(jìn)行測量,無需額外的調(diào)理電路。因此,在熱電阻的測量電路中,電路結(jié)構(gòu)相對簡單,測量過程也更為直接。
選型標(biāo)準(zhǔn):選擇熱電偶要根據(jù)使用溫度范圍、所需精度、使用氣氛、測定對象的性能、響應(yīng)時(shí)間和經(jīng)濟(jì)效益等綜合考慮。測量精度和溫度測量范圍的選擇:使用溫度在1300~1800℃,要求精度又比較高時(shí),一般選用B型熱電偶;要求精度不高,氣氛又允許可用鎢錸熱電偶,高于1800℃一般選用鎢錸熱電偶;使用溫度在1000~1300℃要求精度又比較高可用S型熱電偶和N型熱電偶;在1000℃以下一般用K型熱電偶和N型熱電偶,低于400℃一般用E型熱電偶;250℃下以及負(fù)溫測量一般用T型電偶,在低溫時(shí)T型熱電偶穩(wěn)定而且精度高。劣質(zhì)的熱電偶可能導(dǎo)致溫度測量誤差過大,影響生產(chǎn)質(zhì)量。
熱電偶材料選擇:熱電偶由兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體組成,常見的熱電偶材料有鉑銠30-鉑銠6(B型)、鉑銠13-鉑(R型)、鉑銠10-鉑(S型)、鎳鉻-鎳硅(K型)等。這些材料的選擇取決于測量溫度的范圍、精度要求以及成本等因素。例如,鉑系列的熱電偶(B型、R型、S型)適用于高溫測量,但成本較高;而鎳鉻-鎳硅(K型)熱電偶則因其成本低、測量范圍廣而廣受歡迎。測溫范圍:熱電偶的測溫范圍非常普遍,從零下270攝氏度到1800攝氏度不等。不同材料的熱電偶具有不同的測溫上限,用戶可以根據(jù)實(shí)際測量需求選擇合適的熱電偶類型。實(shí)驗(yàn)室里,研究人員正借助高精度熱電偶對實(shí)驗(yàn)環(huán)境的溫度進(jìn)行精確監(jiān)測。上海固定螺紋安裝型探頭式熱電偶
熱電偶的熱響應(yīng)時(shí)間是衡量其性能的重要指標(biāo)之一。高溫?zé)犭娕贾圃?/p>
安裝不當(dāng)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(shí)溫度等,換句話說,熱電偶不應(yīng)裝在太靠近門和加熱的地方,插入的深度至少應(yīng)為保護(hù)管直徑的8~10倍;熱電偶的保護(hù)套管與壁間的間隔未填絕熱物質(zhì)致使?fàn)t內(nèi)熱溢出或冷空氣侵入,因此熱電偶保護(hù)管和爐壁孔之間的空隙應(yīng)用耐火泥或石棉繩等絕熱物質(zhì)堵塞以免冷熱空氣對流而影響測溫的準(zhǔn)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(yīng)盡可能避開強(qiáng)磁場和強(qiáng)電場,所以不應(yīng)把熱電偶和動(dòng)力電纜線裝在同一根導(dǎo)管內(nèi)以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測介質(zhì)很少流動(dòng)的區(qū)域內(nèi),當(dāng)用熱電偶測量管內(nèi)氣體溫度時(shí),必須使熱電偶逆著流速方向安裝,而且充分與氣體接觸。高溫?zé)犭娕贾圃?/p>