產(chǎn)業(yè)熱電偶參數(shù)抉擇,也就抉擇熱電偶能在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)所里應(yīng)用,別由于抉擇不當(dāng)招致熱電偶無(wú)奈應(yīng)用或應(yīng)用壽減短,這重要依據(jù)應(yīng)用溫度范疇、所需精度、應(yīng)用氛圍、測(cè)定工具的機(jī)能、呼應(yīng)時(shí)光跟經(jīng)濟(jì)效益等綜合斟酌。
(1)熱電偶的品種
常用熱電偶可分為尺度熱電偶跟非尺度熱電偶兩年夜類。所挪用尺度熱電偶是指國(guó)度 尺度劃定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)聯(lián)、答應(yīng)偏差、并有同一的尺度分度表的熱電偶,它有與其配套的表現(xiàn)儀表可供選用。非尺度化熱電偶在應(yīng)用范疇或數(shù)目級(jí)上均不迭尺度化熱電偶,個(gè)別也不同一的分度表,重要用于某些特別場(chǎng)所的丈量。
尺度化熱電偶 我國(guó)從1988年1月1日起,熱電偶跟熱電阻全體按IEC國(guó)際尺度出產(chǎn),并指定S、B、E、K、R、J、T七種尺度化熱電偶為我國(guó)同一計(jì)劃型熱電偶。
(2)熱電偶的構(gòu)造情勢(shì) 為了保障熱電偶牢靠、穩(wěn)固地任務(wù),對(duì)它的構(gòu)造請(qǐng)求如下:
① 構(gòu)成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必需堅(jiān)固;
② 兩個(gè)熱電極相互之間應(yīng)很好地絕緣,以防短路;
③ 彌補(bǔ)導(dǎo)線與熱電偶自在真?zhèn)€銜接要便利牢靠;
④ 維護(hù)套管應(yīng)能保障熱電極與無(wú)害介質(zhì)充足斷絕。
(3)丈量精度跟溫度丈量范疇的抉擇
應(yīng)用溫度在1300~1800℃,請(qǐng)求精度又比擬高時(shí),個(gè)別選用B型熱電偶;請(qǐng)求精度不高,氛圍又答應(yīng)可用鎢錸熱電偶,高于1800℃?zhèn)€別選用鎢錸熱電偶;應(yīng)用溫度在1000~1300℃請(qǐng)求精度又比擬高可用S型熱電偶跟N型熱電偶;在1000℃以下個(gè)別用K型熱電偶跟N型熱電偶,低于400℃?zhèn)€別用E型熱電偶;250℃下以及負(fù)溫丈量個(gè)別用T型電偶,在高溫時(shí)T型熱電偶穩(wěn)固并且精度高。
(4)丈量工具的性子跟狀況對(duì)熱電偶的抉擇
活動(dòng)物體、振植物體、高壓容器的測(cè)溫請(qǐng)求機(jī)器強(qiáng)度高,有化學(xué)傳染的氛圍請(qǐng)求有維護(hù)管,有電氣煩擾的情形下請(qǐng)求絕緣比擬高。
選型流程:型號(hào)--分度號(hào)—防爆品級(jí)—精度品級(jí)—裝置牢固情勢(shì)—維護(hù)管材質(zhì)—長(zhǎng)度或拔出深度
(4)應(yīng)用氛圍的抉擇
S型、B型、K型熱電偶合適于強(qiáng)的氧化跟弱的復(fù)原氛圍中應(yīng)用,J型跟T型熱電偶合適于弱氧化跟復(fù)原氛圍,若應(yīng)用氣密性比擬好的維護(hù)管,對(duì)氛圍的請(qǐng)求就不太嚴(yán)厲。
(5)持久性及熱呼應(yīng)性的抉擇
線徑年夜的熱電偶持久性好,但呼應(yīng)較慢一些,對(duì)熱容量年夜的熱電偶,呼應(yīng)就慢,丈量梯度年夜的溫度時(shí),在溫度把持的情形下,控溫就差。請(qǐng)求呼應(yīng)時(shí)光快又請(qǐng)求有必定的持久性,抉擇鎧裝熱電偶比擬適合。
(6)應(yīng)用氛圍的抉擇
S型、B型、K型熱電偶合適于強(qiáng)的氧化跟弱的復(fù)原氛圍中應(yīng)用,J型跟T型熱電偶合適于弱氧化跟復(fù)原氛圍,若應(yīng)用氣密性比擬好的維護(hù)管,對(duì)氛圍的請(qǐng)求就不太嚴(yán)厲。
產(chǎn)物選型及訂貨須知:
1、在選用及訂貨時(shí),請(qǐng)注明
3 維護(hù)管總長(zhǎng)L及置入深度I
4 牢固安裝型式
5 產(chǎn)物現(xiàn)實(shí)丈量范疇
6 產(chǎn)物型號(hào)
7 分度號(hào)
8 維護(hù)管資料及直徑
9、螺紋式牢固安裝型式在訂貨時(shí)不標(biāo)注均為牢固外螺紋M27×2,(其他螺紋牢固型式均需注明)
10、因用戶特別須要而與上述產(chǎn)物型號(hào)不符者,非標(biāo)的產(chǎn)物,請(qǐng)注明你的特別技巧請(qǐng)求,需特別訂貨。
工業(yè)熱電偶是溫度測(cè)量?jī)x表中常用的測(cè)溫元件,它直接測(cè)量溫度,并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào),通過(guò)電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換顯示成被測(cè)介質(zhì)的溫度。工業(yè)熱電偶在測(cè)量中,會(huì)出現(xiàn)哪些誤差?如何解決呢? 一、工業(yè)熱電偶不穩(wěn)定性的影響 不穩(wěn)定性就是指工業(yè)熱電偶的分度值隨使用時(shí)間和使用條件的不同而起的變化。在大多數(shù)情況下,它可能是不準(zhǔn)確性的主要原因。影響不穩(wěn)定性的因素有:玷污,熱電極在高溫下?lián)]發(fā),氧化和還原,脆化,輻射等。若分度值的變化相對(duì)地講是緩慢而又均勻的,這時(shí)經(jīng)常進(jìn)行監(jiān)督性校驗(yàn)或根據(jù)實(shí)際使用情況安排周期檢定,這樣可以減少不穩(wěn)定性引入的誤差。 二、工業(yè)熱電偶熱電特性不穩(wěn)定的影響 工業(yè)熱電偶在生產(chǎn)過(guò)程中,偶絲經(jīng)過(guò)多道縮徑拉伸在其表面總是受玷污的,同時(shí),從偶絲的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)看,不可避免地存在應(yīng)力及晶格的不均勻性。因淬火或冷加工引入的應(yīng)力,可以通過(guò)退火的方法來(lái)基本消除,退火不合格所造成的誤差,可達(dá)十分之幾度到幾度。它與待測(cè)溫度及工業(yè)熱電偶電極上的溫度梯度大小有關(guān)。廉金屬工業(yè)熱電偶的偶絲通常以“退火”狀態(tài)交付使用,如果需要對(duì)高溫用廉金屬工業(yè)熱電偶進(jìn)行退火,那么退火溫度應(yīng)高于其使用溫度上限,插入深度也應(yīng)大于實(shí)際使用的深度。貴金屬工業(yè)熱電偶則必須認(rèn)真清洗(酸洗和四硼酸鈉清洗)和退火,以清除熱電偶的玷污與應(yīng)力?! ?i>三、不均勻性的影響 一般來(lái)說(shuō)工業(yè)熱電偶若是由均質(zhì)導(dǎo)體制成的,則其熱電勢(shì)只與兩端的溫度有關(guān),若熱電極材料不是均勻的,且熱電極又處于溫度梯度場(chǎng)中,則工業(yè)熱電偶會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加熱電勢(shì),即“不均勻電勢(shì)”。其大小取決于沿?zé)犭姌O長(zhǎng)度的溫度梯度分布狀態(tài),材料的不均勻形式和不均勻程度,以及熱電極在溫度場(chǎng)所處的位置。造成熱電極不均勻的主要原因有:在化學(xué)成分方面如雜質(zhì)分布不均勻,成分的偏析,熱電極表面局部的金屬揮發(fā),氧化或某金屬元素選擇氧化,測(cè)量端在高溫一的熱擴(kuò)散,以及工業(yè)熱電偶在有害氣氛中受到玷污和腐蝕等。在物理狀態(tài)方面有應(yīng)力分布不均勻和電極結(jié)構(gòu)不均勻等。在工業(yè)使用中,有時(shí)不均勻電勢(shì)引起的附加誤差竟達(dá)30℃這多,這將嚴(yán)重地影響工業(yè)熱電偶的穩(wěn)定性和互換性,其主要解決方式就是對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn),只使用在誤差允許范圍內(nèi)的工業(yè)熱電偶。 四、傳熱及工業(yè)熱電偶安裝的影響 由于工業(yè)熱電偶測(cè)溫是屬于接觸式測(cè)量,當(dāng)工業(yè)熱電偶插入被測(cè)介質(zhì)時(shí),它要從被測(cè)介質(zhì)吸收熱量使自身溫度升高,同時(shí)又以熱輻射方式和熱傳導(dǎo)方式向溫度低的地方散發(fā)熱量,當(dāng)測(cè)量端各外散失的熱量等于自氣流中吸收的熱量時(shí)即達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,此時(shí)工業(yè)熱電偶達(dá)到了穩(wěn)定的示值,但并不代表氣流的真實(shí)溫度,因?yàn)闇y(cè)量端環(huán)境散失的熱量是由氣流的加熱來(lái)補(bǔ)償,也就是說(shuō)測(cè)量端與氣流的熱交換處于不平衡狀態(tài),因此,它們的溫度也不可能具有相同的數(shù)值。測(cè)量端與環(huán)境的傳熱愈強(qiáng),測(cè)量端的溫度偏離氣流溫度也愈大。 五、熱輻射誤差 熱輻射誤差產(chǎn)生的原因是工業(yè)熱電偶測(cè)量端與環(huán)境的輻射熱交換所引起的,這是工業(yè)熱電偶與氣流之間的對(duì)流換熱不能達(dá)到熱平衡的結(jié)果。減少輻射誤差的辦法,一是加劇對(duì)流換熱,二是削弱輻射換熱?! 〗鉀Q方法有: 1、盡量減少器壁與測(cè)量端的溫差,即在管壁鋪設(shè)絕熱層; 2、在工業(yè)熱電偶工作端加屏蔽罩;增大流體放熱系數(shù),即增加流速,加強(qiáng)擾動(dòng),減小偶絲直徑或使熱電極與氣流形成跨流等?! ?i>六、導(dǎo)熱誤差 在測(cè)量高溫氣流的溫度時(shí),由于沿工業(yè)熱電偶長(zhǎng)度存在溫度梯度,故測(cè)量端必然會(huì)沿?zé)犭姌O導(dǎo)熱,使得指示溫度偏離實(shí)際溫度。導(dǎo)熱量相差越多,相應(yīng)的誤差就越大,因此凡能加劇對(duì)流和削弱導(dǎo)熱的因素都可以用來(lái)減少導(dǎo)熱誤差?! 〗鉀Q方法有: 1、增加L/d:將熱電偶垂直安裝改成斜裝或彎頭處安裝,安裝時(shí)應(yīng)注意使工業(yè)熱電偶的端對(duì)著氣流方向,并處在流速最大的位置上; 2、選用工業(yè)熱電偶和支桿導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料?! ?i>七、動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差 工業(yè)熱電偶插入被測(cè)介質(zhì)后,由于本身具有熱惰性,因此不能立即指示出被測(cè)氣流的溫度,只有當(dāng)測(cè)量端吸、放熱達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后才達(dá)到穩(wěn)定的示值。在工業(yè)熱電偶插入后到示值穩(wěn)定之前的整個(gè)不穩(wěn)定過(guò)程中,工業(yè)熱電偶的瞬時(shí)示值與穩(wěn)定后的示值存在著偏差,這時(shí)工業(yè)熱電偶除了有各種穩(wěn)定的誤差外,還存在由工業(yè)熱電偶熱惰性引入的偏差,即動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差?! 〗鉀Q這類誤差的方法: 1、確定動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差,予以修正; 2、將動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差減少到允許要求的范圍之內(nèi),此時(shí)可認(rèn)為T測(cè)=T氣?! ?i>八、短程有序結(jié)構(gòu)變化(K狀態(tài))的影響 K型工業(yè)熱電偶在250-600℃范圍內(nèi)使用時(shí),由于其顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,形成短程有序結(jié)構(gòu),因此將影響熱電勢(shì)值而產(chǎn)生誤差,這就是所謂的K狀態(tài)。這是Ni-Cr合金特有的晶格變化,當(dāng)WCr在5%-30%范圍內(nèi)存在著原子晶格從有序至無(wú)序?yàn)椤S尚┮鸬恼`差,因Cr含量及溫度的不同而變化。一般在800℃以上短時(shí)間熱處理,其熱電特性即可恢復(fù)。由于K狀態(tài)的存在,使K型工業(yè)熱電偶檢定規(guī)程中明文規(guī)定檢定順序:由低溫向高溫逐點(diǎn)升溫檢定。而且在400℃檢定點(diǎn),不僅傳熱效果不佳,難以達(dá)到熱平衡,而且,又恰好處于K狀態(tài)誤差最大范圍。因此,對(duì)該點(diǎn)判定合格與否時(shí)應(yīng)很慎重。Ni-Cr合金短程有序結(jié)構(gòu)變化現(xiàn)象,不僅存在于K型,而且,在E型工業(yè)熱電偶正極中也有此現(xiàn)象。但是,作為變化量E型工業(yè)熱電偶僅為K型的2/3??傊?,K狀態(tài)與溫度、時(shí)間有關(guān),當(dāng)溫度分布或工業(yè)熱電偶位置變化時(shí),其偏差也會(huì)發(fā)生很大變化。故難以對(duì)偏差大小作出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)?! ?i>九、測(cè)量系統(tǒng)漏電影響 絕緣不良是產(chǎn)生電流泄漏的主要原因,它對(duì)工業(yè)熱電偶的準(zhǔn)確度有很大的影響,能歪曲被測(cè)的熱電勢(shì),使儀表顯示失真,甚至不能正常工作。漏電引起誤差是多方面的,例如,熱電極絕緣瓷管的絕緣電阻較差,使得熱電流旁路。若電測(cè)設(shè)備漏電,也能使工作電流旁路,使測(cè)量產(chǎn)生誤差。由于測(cè)量熱電勢(shì)的電位差計(jì)都是低電阻的,因此它對(duì)絕緣電阻的要求并不高,影響熱電勢(shì)測(cè)量的漏電主要是來(lái)處被測(cè)系統(tǒng)的高溫,因?yàn)楣I(yè)熱電偶保護(hù)管和熱電極的絕緣材料的絕緣電阻將隨著溫度升高而下降,我們通常所說(shuō)的鎧裝工業(yè)熱電偶的“分流誤差”就屬這類情況。一般是采用接地或其它屏蔽方法。對(duì)鎧裝工業(yè)熱電偶的分流誤差我們通常是以增大其直徑;增加絕緣層厚度;縮短加熱帶長(zhǎng)度;降低工業(yè)熱電偶的電阻值等方法來(lái)降低誤差的?! ?i>十、熱電勢(shì)補(bǔ)正法 由中間溫度定律可知,參考端溫度為tn時(shí)的熱電勢(shì)EAB(t,tn)=EAB(t,t0)-EAB(tn,t0)。所以,用常溫下的溫度傳感器,只要測(cè)出參比端的溫度tn,然后從對(duì)應(yīng)電偶的分度表中查出對(duì)應(yīng)溫度下的熱電勢(shì)E(tn,t0),再將這個(gè)熱電勢(shì)與所實(shí)測(cè)的E(t,tn)代數(shù)相加,得出的結(jié)果就是工業(yè)熱電偶參比端溫度為0度時(shí),對(duì)應(yīng)于測(cè)量端的溫度為t時(shí)的熱電勢(shì)E(t,t0)最后再?gòu)姆侄缺碇胁榈脤?duì)應(yīng)于E(t,0)的溫度,這個(gè)溫度就是工業(yè)熱電偶測(cè)量端的實(shí)際溫度t。在計(jì)算機(jī)應(yīng)用日益廣泛的今天,可以利用軟件處理方法,特別是在多點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)或高溫測(cè)控中,采用這種方法,可很好的解決參比端溫度的變化問(wèn)題,只要隨時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)出tn,就可以準(zhǔn)確得到測(cè)量端溫度。同時(shí)還充分應(yīng)用了對(duì)應(yīng)熱電偶的分度表,并對(duì)非線性誤差得到了校正,而且適應(yīng)各種工業(yè)熱電偶。