一、熱電偶介紹:
熱電偶屬于接觸式溫度測(cè)量?jī)x表是工業(yè)生產(chǎn)中zui常用的溫度檢測(cè)儀表之一。
二、熱電偶工作原理:
熱電偶是一種感溫元件,它把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào),通過(guò)電氣儀表轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的均質(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(guò),此時(shí)兩端之間就存在Seebeck電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì),這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。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(shì)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。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí),只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同,熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測(cè)溫時(shí),可接入測(cè)量?jī)x表,測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)后,即可知道被測(cè)介質(zhì)的溫度。
三、熱電偶優(yōu)點(diǎn):
熱電偶是工業(yè)中常用的溫度測(cè)溫元件,具有如下特點(diǎn):
①測(cè)量精度高:熱電偶與被測(cè)對(duì)象直接接觸,不受中間介質(zhì)的影響。
②熱響應(yīng)時(shí)間快:熱電偶對(duì)溫度變化反應(yīng)靈敏。
③測(cè)量范圍大:熱電偶從-40~+1600℃均可連續(xù)測(cè)溫。
④性能可靠,機(jī)械強(qiáng)度好。
⑤使用壽命長(zhǎng),安裝方便。
四、熱電偶的種類及結(jié)構(gòu):
(1)熱電偶的種類
熱電偶有K型(鎳鉻-鎳硅)WRN系列,N型(鎳鉻硅-鎳硅鎂)WRM系列,E型(鎳鉻-銅鎳)WRE系列,J型(鐵-銅鎳)WRF系列,T型(銅-銅鎳)WRC系列,S型(鉑銠10-鉑)WRP系列,R型(鉑銠13-鉑)WRQ系列,B型(鉑銠30-鉑銠6)WRR系列等。
(2)熱電偶的結(jié)構(gòu)形式:
熱電偶的基本結(jié)構(gòu)是熱電極,絕緣材料和保護(hù)管;并與顯示儀表、記錄儀表或計(jì)算機(jī)等配套使用。在現(xiàn)場(chǎng)使用中根據(jù)環(huán)境,被測(cè)介質(zhì)等多種因素研制成適合各種環(huán)境的熱電偶。熱電偶簡(jiǎn)單分為裝配式熱電偶,鎧裝式熱電偶和特殊形式熱電偶;按使用環(huán)境細(xì)分有耐高溫?zé)犭娕迹湍犭娕迹透療犭娕迹透邏簾犭娕迹舯瑹犭娕迹X液測(cè)溫用熱電偶,循環(huán)硫化床用熱電偶,水泥回轉(zhuǎn)窯爐用熱電偶,陽(yáng)極焙燒爐用熱電偶,高溫?zé)犸L(fēng)爐用熱電偶,汽化爐用熱電偶,滲碳爐用熱電偶,高溫鹽浴爐用熱電偶,銅、鐵及鋼水用熱電偶,抗氧化鎢錸熱電偶,真空爐用熱電偶,鉑銠熱電偶等。
熱電偶也叫溫差電偶,是zui早出現(xiàn)的一種熱電探測(cè)器件。其工作原理是溫差電效應(yīng)。例如,由兩種不同的導(dǎo)體材料構(gòu)成的接點(diǎn),在接點(diǎn)處可產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向與該接點(diǎn)處兩種不同的導(dǎo)體材料的性質(zhì)和兩接點(diǎn)處的溫差有關(guān)。如果把這兩種不同的導(dǎo)體材料接成回路,當(dāng)兩個(gè)接頭處溫度不同時(shí),回路中即產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象稱為溫差電效應(yīng)或塞貝克效應(yīng)。構(gòu)成溫差電偶的材料,既可以是金屬,也可以是半導(dǎo)體。在結(jié)構(gòu)上既可以是線、條狀的實(shí)體,也可以是利用真空沉積技術(shù)或光刻技術(shù)制成的薄膜。實(shí)體型的溫差電偶多用于測(cè)溫,薄膜型的溫差電堆(由許多個(gè)溫差電偶串聯(lián)而成)多用于測(cè)量輻射,例如,用來(lái)標(biāo)定各類光源,測(cè)量各種輻射量,作為紅外分光光度計(jì)或紅外光譜儀的輻射接收元件等。
電路中,相隔兩點(diǎn)間存在溫差的閉合電路稱為熱電偶電路。
熱電偶應(yīng)用實(shí)例
熱電偶電路一般可以測(cè)量溫度,也可以作為傳感器用。當(dāng)外界溫度改變時(shí),可以進(jìn)行一些控制。比如說(shuō)控制水溫,氣溫等。
熱電偶溫度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)
熱電偶是工業(yè)上zui常用的溫度檢測(cè)元件之一,熱電偶工作原理是基于賽貝克(seeback)效應(yīng),即兩種不同成分的導(dǎo)體兩端連接成回路,如兩連接端溫度不同,則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流的物理現(xiàn)象。其優(yōu)點(diǎn)是:
①測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。
②測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測(cè)量,某些特殊熱電偶zui低可測(cè)到-269℃(如金鐵鎳鉻),zui高可達(dá)+2800℃(如鎢-錸)。
③構(gòu)造簡(jiǎn)單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護(hù)套管,用起來(lái)非常方便