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深入研究关于热电偶的重要性及其工作理念

来源:发表时间:2019-05-25


      热电偶是用于测量温度的传感器。它包括两根不同的金属线,它们的一端连接在一起,另一端连接到热电偶温度计或另一个热电偶装置。当热电偶配置正确时,它们可以在很宽的温度范围内提供温度测量。下面上海自动化仪表三厂带您深入研究关于热电偶的重要性及其工作理念。
为什么使用热电偶代替RTD或热敏电阻传感器?
      热电偶是温度传感器,以其耐用性,多功能性和成本效益而着称。因此,它们通常用于各种各样的应用,从重工业和加工工业用途到环境和实验室测试。由于其广泛的排列和技术规格,有必要了解它们的基本结构,它们的工作方式以及它们的局限性,以确定适合所需应用的传感器类型。
选择合适的热电偶
串珠线热电偶


      最基本的热电偶类型是串珠线热电偶。它由两根热焊接线组成,这两根热电偶线通过焊缝连接在一起。由于热电偶的珠子是暴露的,因此存在一些应用限制。串珠线温度计绝不能与易于氧化或腐蚀热电偶合金的液体一起使用。金属表面也存在问题。通常,金属表面,特别是管道用于接地电气系统。间接连接到电气系统会影响热电偶测量。通常,珠状线热电偶优选用于测量气体温度。它们还可以实现快速响应时间,因为它们可以做得非常小。
热电偶探头


      热电偶探头包括集成在陶瓷或金属管内的热电偶线。管壁称为探针的护套。不锈钢和Inconel?是常见的护套材料。虽然Inconel支持的温度范围高于不锈钢,但由于其广泛的化学兼容性,后者通常是首选。外来金属或陶瓷护套材料也可用于极高温度。客户可以查看上海自动化仪表三厂的高温异型热电偶探头系列。热电偶探头的尖端有三种不同的类型:绝缘,接地和外露。通过接地尖端,热电偶与护套壁接触。接地连接可确保快速响应时间; 但是,它非常容易受到电气接地回路的影响。在绝缘连接处,一层绝缘层将热电偶与护套壁分开。热电偶的尖端突出超过护套壁,露出接合点。这些暴露的交界处热电偶被认为是响应速度最快的,最适合非腐蚀性气体和干燥空气温度测量。
表面探针


      对于大多数类型的温度传感器,很难测量固体表面的温度。为了确保读数准确,传感器的整个测量区域必须与表面保持良好的热接触。然而,当使用刚性表面和刚性传感器时,这很难实现。为了克服这个问题,由于热电偶由柔韧的金属制成,因此可以形成薄且扁平的结以提供与刚性固体表面的最大接触。这种热电偶为表面测量提供了极佳的选择。热电偶也可以内置在旋转机构中,使其适合于测量移动表面的温度。
无线热电偶


      连接到平板电脑,智能手机和笔记本电脑的Wi-Fi,蓝牙和Zigbee无线发射器用于远程记录和监控温度测量。
热电偶如何工作?
      当由两种不同金属组成的导线在两端连接并且两端中的一端被加热时,连续电流在热电电路中流动。当该电路在中心断开时,净开路电压(塞贝克电压)成为结温和两种金属成分的函数,即当两种金属的结被冷却或加热时,电压生成的可以与温度相关联。
不同的金属组合
      热电偶有不同的金属组合,称为校准或类型。“基础金属”热电偶,称为K,J,E,N和T型,是最常见的类型。此外,还有高温校准,也称为Noble Metal Thermocouples-Types R,S,D,B和C.


常见的热电偶温度范围
      每种类型都具有特定的公差,温度范围和环境因素。虽然热电偶类型决定了温度范围,但热电偶线的直径也可能限制最大范围,即薄的热电偶可能无法达到其整个温度范围。K型热电偶也称为通用热电偶,因为它们具有宽温度测量范围和低成本。
我如何选择热电偶?
      确定将使用热电偶的应用。
      请注意热电偶将暴露的最高和最低温度。
      考虑热电偶或护套材料所需的任何耐化学性。
      评估耐磨性和抗振性的需要。
      列出任何安装要求。
我如何知道选择哪种接头类型?
      带护套的热电偶探头有三种接头类型之一:绝缘,接地或外露。热电偶线物理连接到探针壁的内部,在接地连接探针的尖端处。这导致改善了从外部通过探针壁到热电偶结的热传递。绝缘探头中的热电偶接头与探头壁分离。响应时间比接地方式慢,但绝缘提供电气隔离。


      在暴露的接合方式中,热电偶从护套尖端突出并暴露于周围环境。虽然这种类型提供最快的响应时间,但它在使用上受限于非加压和非腐蚀性应用。可以看到上面的图示有关结点类型的完整讨论。在接头延伸的地方密封护套绝缘层,以防止气体或湿气的渗透,这可能导致错误。
      建议使用接地连接点测量流动或静态腐蚀性液体和气体温度,以及高压应用。建议使用接地连接。此外,接地热电偶的连接点连接到保护套,使得响应时间比未接地连接类型更快。
      对于腐蚀性环境中的测量,可以使用绝缘结。在这样的环境中,优选使热电偶与护套电隔离并由护套屏蔽。MgO粉末使焊丝热电偶与热电偶护套物理绝缘。
      所有上海自动化仪表三厂热电偶线,探头和连接器均可提供ANSI或IEC颜色代码。在该公司的网站上,型号反映了IEC颜色编码产品。客户可以联系销售人员或访问上海自动化仪表三厂的网站,获取有关如何订购产品的说明。


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