一、概述
鎧裝熱電偶是溫度測量中應(yīng)用較廣泛的溫度器件,他的主要特點就是測吻范圍寬,性能比較穩(wěn)定,同時結(jié)構(gòu)簡單,動態(tài)響應(yīng)好,更能夠遠(yuǎn)傳4-20mA電信號,便于自動控制和集中控制。熱電偶的測溫原理是基于熱電效應(yīng)。將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路,當(dāng)兩個接點處的溫度不同時,回路中將產(chǎn)生熱電勢,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),又稱為塞貝克效應(yīng)。閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢有兩種電勢組成;溫差電勢和接觸電勢。溫差電勢是指同一導(dǎo)體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢,不同的導(dǎo)體具有不同的電子密度,所以他們產(chǎn)生的電勢也不相同,而接觸電勢顧名思義就是指兩種不同的導(dǎo)體相接觸時,因為他們的電子密度不同所以產(chǎn)生一定的電子擴散,當(dāng)他們達到一定的平衡后所形成的電勢,接觸電勢的大小取決于兩種不同導(dǎo)體的材料性質(zhì)以及他們接觸點的溫度。
鎧裝熱電偶具有能彎曲、耐高壓、熱響應(yīng)時間快和堅固耐用等優(yōu)點,鎧裝熱電偶與裝配式熱電偶一樣,作為測量溫度的傳感器,通常鎧裝熱電偶和顯示儀表、記錄儀和電子調(diào)節(jié)器 配套使用,同時,鎧裝熱電偶亦可以作為裝配式熱電偶的感溫元件。鎧裝熱電偶可以直接測量各種生產(chǎn)過程中從0℃~1100℃范圍內(nèi)的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度。通過對鎧裝熱電偶各項參數(shù)及特征的介紹,大家應(yīng)該對此有了更深層的了解。熱電偶是需要根據(jù)實際情況和要求來選取的,并非通用的,選擇較適宜的產(chǎn)品才能給生產(chǎn)帶來有益的 效果,否則只會徒增煩惱,給質(zhì)量帶來不必要的困擾。
鎧裝熱電偶一般可以測量0~1300℃范圍內(nèi)的氣體、液體和蒸汽及固體表面或內(nèi)部溫度,可以配套數(shù)字儀表、記錄調(diào)節(jié)儀表、PLC、數(shù)據(jù)采集器或計算機使用,作為新一代的溫度傳 感器,它可廣泛用于冶金、石油、化工、電力、輕工、紡織、食品、國防及科研等各部門。
全部上應(yīng)用的熱電偶具有一個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,全部上規(guī)定熱電偶分為八個不同的分度,分別為B,R,S,K,N,E,J和T,其測量溫度的較低可測零下270攝氏度,較高可達1800攝氏度,其中B,R,S屬于鉑系列的熱電偶,由于鉑屬于貴重金屬,所以他們又被稱為貨品熱電偶而剩下的幾個則稱為廉價金屬熱電偶。熱電偶的結(jié)構(gòu)有兩種,普通型和鎧裝型。普通性熱電偶一般由熱電較,絕緣管,保護套管和接線盒等部分組成,而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲,絕緣材料和金屬保護套管三者組合裝配后,經(jīng)過拉伸加工而成的一種堅實的組合體。但是熱電偶的電信號卻需要一種特殊的導(dǎo)線來進行傳遞,這種導(dǎo)線我們稱為補償導(dǎo)線。不同的熱電偶需要不同的補償導(dǎo)線,其主要作用就是與熱電偶連接,使熱電偶的參比端遠(yuǎn)離電源,從而使參比端溫度穩(wěn)定。補償導(dǎo)線又分為補償型和延長型兩種,延長導(dǎo)線的化學(xué)成分與被補償?shù)臒犭娕枷嗤,但是實際中,延長型的導(dǎo)線也并不是用和熱電偶相同材質(zhì)的金屬,一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導(dǎo)線代替。補償導(dǎo)線的與熱電偶的連線一般都是很明了,熱電偶的正較連接補償導(dǎo)線的紅色線,而負(fù)較則連接剩下的顏色。一般的補償導(dǎo)線的材質(zhì)大部分都采用銅鎳合金。
二、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
1、熱響應(yīng)時間不大于下表的規(guī)定:(s)
直 徑(mm) |
熱電偶 |
|
絕緣式 |
接殼式 |
|
2.0 |
0.5 |
0.4 |
3.0 |
1.2 |
0.6 |
4.0 |
2.5 |
0.8 |
5.0 |
4.5 |
1.2 |
6.0 |
6.0 |
2.0 |
8.0 |
8.0 |
4.0 |
2、外徑和名義長度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格
鎧裝熱電偶外徑d (mm) |
|||||
Φ8 |
Φ6 |
Φ5 |
Φ4 |
Φ3 |
Φ2 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
75 |
75 |
75 |
75 |
75 |
75 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
150 |
150 |
150 |
150 |
150 |
150 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
250 |
250 |
250 |
250 |
250 |
250 |
300 |
300 |
300 |
300 |
300 |
300 |
400 |
400 |
400 |
400 |
400 |
400 |
500 |
500 |
500 |
500 |
500 |
500 |
750 |
750 |
750 |
750 |
750 |
750 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1250 |
1250 |
1250 |
1250 |
1250 |
|
1500 |
1500 |
1500 |
1500 |
1500 |
|
2000 |
2000 |
2000 |
2000 |
2000 |
|
2500 |
2500 |
2500 |
2500 |
||
3000 |
3000 |
3000 |
3000 |
||
4000 |
4000 |
4000 |
|||
5000 |
5000 |
||||
10000 |
3、推薦使用溫度
品種 |
套管材料 |
外徑(mm) |
使用溫度(℃) |
|
長期使用 |
短期使用 |
|||
鎳鉻—鎳硅 |
1Cr18Ni9Ti |
2.0 |
600 |
700 |
3.0,4.0,5.0,6.0,8.0 |
800 |
900 |
||
GH3030 |
2.0,3.0 |
800 |
900 |
|
4.0,5.0 |
900 |
1000 |
||
6.0,8.0 |
1000 |
1100 |
||
鎳鉻硅—鎳硅 |
1Cr18Ni9Ti |
2.0 |
600 |
700 |
3.0,4.0,5.0,6.0,8.0 |
800 |
900 |
||
GH3030 |
2.0,3.0 |
900 |
1000 |
|
4.0,5.0 |
1000 |
1100 |
||
6.0,8.0 |
1100 |
1200 |
||
GH3039 |
2.0,3.0,4.0 |
1000 |
1100 |
|
5.0,6.0,8.0 |
1100 |
1200 |
||
鎳鉻—銅鎳 |
1Cr18Ni9Ti |
2.0 |
500 |
600 |
3.0,4.0,5.0 |
600 |
700 |
表二
分度號 |
套管材料 |
外徑d(mm) |
推薦較高使用溫度℃ |
K,N |
1Cr18Ni9Ti |
2.0 |
600 |
3.0~8.0 |
800 |
||
E |
2.0 |
500 |
|
3.0~8.0 |
600 |
||
J |
2.0 |
400 |
|
3.0~5.0 |
500 |
||
6.0~8.0 |
600 |
||
T |
2.0~5.0 |
250 |
|
6.0~8.0 |
300 |
||
Pt100 |
3.0~6.0 |
500 |
注:若使用GH303O材料做套管,則K、N型d>3.0~8.0mm,較高使用溫度可提高至1000℃,但需協(xié)議訂貨。
4. 測溫范圍及允差
型號 |
分度號 |
允差等級 |
|||
I |
II |
||||
允差值 |
測溫范圍℃ |
允差值 |
測溫范圍℃ |
||
WRNK |
K |
±1.5℃ |
-40~+375 |
±2.5℃ |
-40~+333 |
±0.004|t| |
375~1000 |
±0.0075|t| |
333~1200 |
||
WRMK |
N |
±1.5℃ |
-40~+375 |
±2.5℃ |
-40~+333 |
±0.004|t| |
375~1000 |
±0.0075|t| |
333~1200 |
||
WREK |
E |
±1.5℃ |
-40~+375 |
±1.5℃ |
-40~+333 |
±0.004|t| |
375~800 |
±0.004|t| |
333~900 |
||
WRFK |
J |
±1.5℃ |
-40~+375 |
±1.5℃ |
-40~+333 |
±0.004|t| |
375~750 |
±0.004|t| |
333~750 |
||
WRCK |
T |
±1.5℃ |
-40~+125 |
±1℃ |
-40~+133 |
±0.004|t| |
125~350 |
±0.0075|t| |
133~1000 |
||
WRPK |
S |
±1℃ |
0~+1100 |
±2.5℃ |
0~600 |
±[0.003(t-1100)] |
1100~1600 |
±0.0025|t| |
600~1600 |
三、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
鎧裝熱電偶和鎧裝熱電阻材料是由熱電較(導(dǎo)線)氧化鎂絕緣物和1Cr18Ni9Ti不銹鋼管等經(jīng)多次拉制形成。
1、鎧裝熱電偶材料結(jié)構(gòu)形式
2、測量端結(jié)構(gòu)形式
鎧熱電偶的測量端分絕緣式和接殼式兩種
四、安裝固定形式
固定裝置是供用戶安裝用。除無固定裝置產(chǎn)品外,鎧裝電偶、電阻有:固定卡套式,可動卡套式,固定法蘭式,可動法蘭式四種結(jié)構(gòu)形式。固定卡套式是供用戶一次性固定使用,可動卡套式用戶可多次固定。
1、卡套螺紋接頭
鎧裝熱電偶外徑d |
8 |
6 |
5 |
4 |
4 |
3 |
2 |
固定裝置代號和尺寸 |
|||||||
M |
M16′1.5 |
M12′1.5 |
|||||
S |
22 |
19 |
2、卡套法蘭盤
鎧裝熱電偶外徑d |
8 |
6 |
5 |
4 |
4 |
3 |
2 |
固定裝置代號和尺寸 |
|||||||
D |
Φ60 |
Φ50 |
|||||
D0 |
Φ42 |
Φ36 |
|||||
D1 |
Φ24 |
Φ20 |
|||||
S |
22 |
19 |
|||||
d0 |
Φ9 |
Φ7 |
五、安裝自由端(接線盒)形式
接線盒供連接熱電偶的自由端和顯示儀表之用。目前有簡易式、防水式、手柄式、接插式、補償導(dǎo)線式(延長導(dǎo)線式)等多種結(jié)構(gòu)形式。
1、簡易式
2、補償導(dǎo)線式(延長導(dǎo)線式)
3、防水式
4、防噴式
5、手柄式
6、接插式
附加裝置形式
六、產(chǎn)品型號命名方法
七、型號及規(guī)格
名 稱 |
型 號 |
分度號 |
測量端形式 |
|
鎳鉻硅-鎳硅鎂熱電偶 |
WRNK- WRNK2- |
101 |
N |
絕緣式 |
131 |
||||
161 |
||||
171 |
||||
181 |
||||
191 |
||||
102 |
接殼式 |
|||
132 |
||||
162 |
||||
172 |
||||
182 |
||||
192 |
||||
鎳鉻-鎳硅熱電偶 |
WRKK- WRKK2- |
101 |
K |
絕緣式 |
131 |
||||
161 |
||||
171 |
||||
181 |
||||
191 |
||||
102 |
接殼式 |
|||
132 |
||||
162 |
||||
172 |
||||
182 |
||||
192 |
||||
鎳鉻-銅鎳熱電偶 |
WREK- WREK2- |
101 |
E |
絕緣式 |
131 |
||||
141 |
||||
171 |
||||
181 |
||||
191 |
||||
102 |
接殼式 |
|||
132 |
||||
162 |
||||
172 |
||||
182 |
||||
192 |
||||
鐵-銅鎳熱電偶 |
WRJK- WRJK2- |
101 |
J |
絕緣式 |
131 |
||||
161 |
||||
171 |
||||
181 |
||||
191 |
||||
102 |
接殼式 |
|||
132 |
||||
162 |
||||
172 |
||||
182 |
||||
192 |
||||
銅-銅鎳熱電偶 |
WRTK- WRTK2- |
101 |
T |
絕緣式 |
131 |
||||
161 |
||||
171 |
||||
181 |
||||
191 |
||||
102 |
接殼式 |
|||
132 |
||||
162 |
||||
172 |
||||
182 |
||||
192 |
八、工作原理
是兩種不同成份的導(dǎo)體兩端經(jīng)焊接,形成回路,直接測溫端叫工作端,接線端子端叫冷端,也稱參比端。當(dāng)工作端和參比端存在溫差時,就會在回路中產(chǎn)生熱電流,接上顯示儀表,儀表上就會指示出熱電偶所產(chǎn)?%9
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