鎧裝熱電偶作為溫度測量傳感器,通常與溫度變送器、調(diào)節(jié)器及顯示儀表等配套使用,組成過程控制系統(tǒng),用以直接測量或控制各種生產(chǎn)過程中0-1800℃范圍內(nèi)的流體、蒸汽和氣體介質。
上應用的熱電偶具有一個標準規(guī)范,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,其測量溫度的可測零下270攝氏度,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,所以他們又被稱為貴金屬熱電偶而剩下的幾個則稱為廉價金屬熱電偶。熱電偶的結構有兩種,普通型和鎧裝型。普通性熱電偶一般由熱電極,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線來進行傳遞,這種導線我們稱為補償導線。不同的熱電偶需要不同的補償導線,其主要作用就是與熱電偶連接,使熱電偶的參比端遠離電源,從而使參比端溫度穩(wěn)定。補償導線又分為補償型和延長型兩種,延長導線的化學成分與被補償?shù)臒犭娕枷嗤菍嶋H中,延長型的導線也并不是用和熱電偶相同材質的金屬,一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導線代替。補償導線的與熱電偶的連線一般都是很明了,熱電偶的正極連接補償導線的紅色線,而負極則連接剩下的顏色。一般的補償導線的材質大部分都采用銅鎳合金。
鎧裝熱電偶和工業(yè)用裝配式熱電偶一樣,作為測量溫度的傳感器,通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用,同時,亦可以作為裝配式熱電偶的感溫元件。它可以直接測量各種生產(chǎn)過程中從0℃~800℃范圍內(nèi)的液體、蒸汽和其氣體介質以及固體表面的溫度。與裝配式熱電偶相比,鎧裝熱電偶具有可彎曲、耐高壓、熱響應時間短和堅固耐用等優(yōu)點。
由于鎧裝熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴金屬時),而測溫點到儀表的距離都很遠,為了節(jié)省鎧裝熱電偶材料,降低成本,通常采用補償導線把鎧裝熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),連接到儀表端子上。必須指出,熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極,使鎧裝熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補償作用。因此,還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。 在使用鎧裝熱電偶補償導線時必須注意型號相配,極性不能接錯,補償導線與鎧裝熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。
熱電偶的工作原理是:兩種不同成分的導體兩端經(jīng)焊接、形成回路,直接測溫端叫測量端,接線端子端叫參比端。當測量端和參比端存在溫差時,就會在回路中產(chǎn)生熱電勢,接上顯示儀表,儀表上就指示出熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢的對應溫度值。熱電偶的熱電動勢將隨著測量端溫度升高而增長,熱電動勢的大小只與熱電偶導體材質以及兩端溫差有關,與熱電極的長度、直徑無關。
裝配式熱電偶主要由接線盒、保護管、絕緣套管、接線端子、熱電極組成基本結構,并配以各種安裝固定裝置組成。
熱響應時間
在溫度出現(xiàn)階躍變化時,熱電偶的輸出變化至相當于該變化的50%,所需要的時間稱為熱響應時間,用T0.5表示。
熱電偶公稱壓力
一般是指在室溫情況下保護管所能承受的靜態(tài)外壓而不破裂。實際上,容許工作壓力不僅與保護管材料、直徑壁厚有關,還與其結構形式,安裝方法、置入深度以及被測介質的流速和種類等有關。應不小于其保護管外徑的8~10倍(特殊產(chǎn)品例外)。
熱電偶絕緣電阻(常溫)
常溫絕緣電阻的試驗電壓為直流500V±50V,測量常溫絕緣電阻的大氣條件為溫度15~35℃,相對濕度45%,大氣壓力86~106kPa。
a.對于長度超過1米的熱電偶它的常溫絕緣電阻值與其長度的乘積應不小于100.
即Rr.L≥100 MΩ。M L>1m
式中:Rr-熱電偶的常溫絕緣電阻值MΩ
b.對于長度等于或不足1米的熱電偶,它的常溫絕緣電阻值應不小于100 MΩ
溫度測量范圍和允許誤差
熱電偶類別 | 代號 | 分度號 | 測量范圍℃ | 允許偏差△t ℃ |
鎳鉻-鎳硅 | WRN | K | 0~1300 | ±2.5℃或±0.75%│t│ |
上限溫度絕緣電阻
熱電偶的上限溫度絕緣電阻應不小于下表現(xiàn)定:
上限溫度tm℃ | 試驗溫度t℃ | 電阻值MΩ |
100≤tm<300 | t=tm | 10 |
300≤tm<500 | t=tm | 2 |
500≤tm<850 | t=tm | 0.5 |
850≤tm<1000 | t=tm | 0.08 |
1000≤tm<1300 | t=tm | 0.02 |
tm>1300 | t=1300 | 0.02 |
型號表示
WR | 熱電偶 | 內(nèi)容 |
| 代號 | 熱電極種類 |
R | 鉑銠30-鉑銠6 |
P | 鉑銠10-鉑 |
N | 鎳硅-鎳硅 |
M | 鎳鉻硅-鎳硅 |
E | 鎳鉻-銅鎳 |
C | 銅-銅鎳 |
F | 鐵-銅鎳 |
| 代號 | 輸出信號數(shù) |
無 2 | 單支 雙支 |
代號 | 固定裝置形式 |
| 1 2 3 4 5 6 7 | 無固定裝置式 固定螺紋 活動法蘭 固定法蘭 活動法蘭角尺型 固定螺紋錐形管 直形管接頭式 |
代號 | 接線盒形式 |
2 3 4 | 防濺式 防水式 防爆式 |
| 代號 | 保護管直徑 |
0 | Φ16mm保護管 |
1 | Φ25mm保護管 |
2 | Φ16mm高鋁保護管 |
3 | Φ20mm高鋁保護管 |
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