熱電偶溫度計在水電工程中的實際應用

熱電偶溫度計屬于接觸式溫度測量儀器 溫度是根據熱電效應的原理測量的，即塞貝克效應(Seebeck effect)。它是溫度測量儀器中常用的溫度測量元件。 本文主要介紹熱電偶溫度計在水電工程中的應用，供讀者參考。 1.熱電偶熱電偶溫度計的基本原理屬于接觸式溫度測量儀器 溫度是根據熱電效應的原理測量的，即塞貝克效應(Seebeck effect)。它是溫度測量儀器中常用的溫度測量元件。 將不同材料的導體A和導體B連接成一個閉環。接觸溫度測量點的一端稱為測量端(或工作端)，另一端稱為參考端(或自由端) 如果測量端和參考端的溫度t和t0不同，則在回路的a和b之間產生熱電勢EAB(t，t0)。這種現象被稱為塞貝克效應，即熱電效應 EAB的大小隨著導體甲和乙的材料以及兩端的溫度t0和t0而變化。這個循環被稱為原型熱電偶 在實際應用中，將A和B的一端焊接在一起作為熱電偶的測量端，并置于測量溫度T，同時將參考端分開并通過導線連接到顯示儀器，參考端觸點的溫度t0保持穩定。 由顯示儀表測量的電勢僅隨著測量的溫度t而變化 當第三金屬材料連接到熱電偶回路中時，只要材料的兩個觸點的溫度相同，由熱電偶產生的熱電勢將保持不變，即不會受到第三金屬連接到回路中的影響。 因此，當熱電偶測量溫度時，在測量熱電勢之后，可以連接測量儀器以知道待測量介質的溫度。 根據熱電勢和溫度之間函數關系 可制成熱電偶索引表 分度表是在自由端溫度t0 = 0℃的條件下獲得的 不同的熱電偶有不同的畢業表 理論上，任何兩個導體都可以制成熱電偶，但并非所有材料都可以制成熱電偶，因此熱電極材料必須滿足以下幾點:(1)熱電偶材料在經受溫度后可以產生更高的熱電勢，熱電勢與溫度的關系zui是線性或近似線性的單值函數；(2)能測量高溫，在我國應用范圍廣。長期使用后，物理、化學和熱電性能保持穩定。(3)材料要求電阻溫度系數小、電阻率高、導電性好、熱容量小。重現性好，便于批量生產和交換，便于制定統一的分度表；(4)良好的力學性能和均勻的材料；(5)資源豐富，價格低廉 為了確保熱電偶可靠穩定地工作，對熱電偶 (1)形成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；(2)兩個熱電極應相互絕緣良好，以防短路；(3)補償導線與熱電偶自由端的連接應方便可靠；(4)保護套應能確保熱電極與有害介質完全隔離 熱電偶溫度計的特點是:(1)測量精度高 因為熱電偶與測試對象直接接觸，所以它不受中間介質的影響。 (2)測量范圍廣 常用熱電偶可在-50℃至+1600℃范圍內連續測量。某些特殊熱電偶較大值可低至-269℃(如金、鐵、鎳和鉻)，較大值可高達+2800℃(如鎢錸) (3)結構簡單，使用方便 熱電偶通常由兩種不同的金屬線組成，不受尺寸和起點的限制。與外部保護套一起使用非常方便。 熱電偶是一種溫度傳感元件，可以將溫度信號轉換成熱電勢信號，并可以通過與電測量儀器的合作來測量測量的溫度 2.熱電歐洲溫度計的選擇常用熱電偶并可分為標準熱電偶和非標準熱電偶 標準熱電偶指熱電偶，有統一的標準分度表，國家標準規定了熱電勢與溫度的關系、允許誤差，并有與之匹配的顯示儀表可供選擇。 非標準化熱電偶在范圍或數量級上不如標準化熱電偶好，一般沒有統一的分度表，主要用于一些特殊場合的測量。 標準化熱電偶，根據國際電工委員會國際標準生產 熱電偶的畢業編號主要是S、R、B、N、K、E、J、T等。 其中，硫、氫和硼是貴金屬熱電偶，氮、鉀、電、J和T是廉價金屬熱電偶 硫指數具有很強的抗氧化性，適合在氧化和惰性氣氛中連續使用。長期使用溫度為1400℃，短期使用溫度為1600℃ 在所有熱電偶中，s指數的學位等級zui較高，通常用作標準熱電偶；與S指數相比，R指數具有幾乎相同的性能，只是熱電動力約為15%。在室溫下，B指數的熱電動勢非常小，因此在測量過程中通常沒有必要補償導體。 其長期使用溫度為1600℃，短期使用溫度為1800℃ 可用于氧化性或中性氣氛，或在真空中短時間使用。 氮指數(N index number)的特點是1300℃高溫抗氧化性強，熱電動力長期穩定性好，短期熱循環重現性好，耐核輻射性和耐低溫性好。它可以部分替代S指數熱電偶；鉀指數具有很強的抗氧化性，適合在氧化和惰性氣氛中連續使用。長期使用溫度為1000℃，短期使用溫度為1200℃ 嘴廣泛用于所有熱電偶；指數的特點是它的熱電動力較大，即高靈敏度較大，常用熱電偶 應在0-800℃的氧化和惰性氣氛中連續使用。J指數(J index number)的特點是既可用于氧化氣氛(使用溫度上限為750℃)又可用于還原氣氛(使用溫度上限為950℃)，耐H2和一氧化碳氣體腐蝕，主要用于煉油和化工行業。測試指數的特征是所有廉價金屬的中等較大高度熱電偶，通常用于測量300℃以下的溫度 由于熱電偶材料通常很貴(特別是當使用貴金屬時)，并且從溫度測量點到儀器的距離很長，為了節省熱電偶材料并降低成本，通常使用補償線將熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度相對穩定的控制室，并將其連接到儀器端子。 必須指出的是，熱電偶補償導線的功能只是延伸熱電極，并將熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子。它不能消除冷端溫度變化對溫度測量的影響，也沒有補償功能。 因此，需要其他校正方法來補償冷端溫度T0-Ne。0℃對溫度測量的影響 使用熱電偶補償線時，必須注意與型號匹配，極性不得有誤，補償線和熱電偶之間連接端的溫度不得超過100℃ 冷端溫度補償器的型號應與熱電偶型號一致，并應在規定的溫度范圍內使用。當冷端溫度補償器連接到熱電偶時，極性不能錯誤；根據補償器平衡點的溫度調節儀器的起點，使指針指示平衡點的溫度；帶有自動補償機構的顯示儀表上未安裝補償器；補償器必須定期檢查和驗證。 熱電偶溫度計在工業生產中有非常廣泛的應用。熱電偶的選擇應首先基于測量溫度的上限，并且熱電偶的熱電極和保護套應正確選擇。根據測試對象的結構和安裝特點，選擇熱電偶的規格和尺寸 熱電偶根據結構形式可分為普通工業型、裝甲型和特殊型 常用工業熱電偶有:1。鉑銠10-鉑熱電偶:屬于貴金屬熱電偶，正極為鉑銠合金，負極為鉑，短期工作溫度為1600℃，長期工作溫度為1300℃，物理化學穩定性好，一般用于高精度要求的高溫測量。 然而，材料更昂貴，熱電勢更小，并且刻度數是s 2.鎳鉻鎳硅熱電偶:是一種非貴金屬，zui性能穩定，用途廣泛，極富鎳鉻 短期工作溫度為1200℃，長期工作溫度為900℃ 這個熱電偶的熱電勢比前一個大4-5倍，線性度較好，誤差一般為(6-8)℃ 然而，它的熱電極不容易變得均勻，容易氧化，穩定性差。 畢業編號是k。 3.鎳鉻康銅熱電偶:正極為鎳鉻，短期工作溫度為800℃，長期工作溫度為60℃ 它是一種大熱電勢的zui 熱電偶，測量精度高，但容易氧化。 畢業編號是e。 4.銅-康斯坦坦熱電偶:這在低溫下廣泛使用熱電偶。測量溫度范圍為(-200-+200)℃，穩定性好，低溫靈敏度高，價格低廉。 畢業編號是t。 裝甲熱電偶由熱電極、絕緣材料和金屬套管組成。它可以做得很薄很長，并且可以根據使用中的測量要求彎曲。其特點是:熱情低，熱接點熱容量小，使用壽命長，適應性強等。它被廣泛使用。 在實際使用中，應特別注意補償導線的使用。 通常連接在儀器和接線盒之間的補償導體的熱電特性與熱電偶相同或相似。與熱電偶連接后，不會產生大的額外熱電勢，也不會影響熱電偶回路的總熱電勢。 如果用普通導線代替補償導線，就不能達到補償效果，從而降低了溫度測量的精度。 因此，安裝儀表接線時，用戶應注意:當補償線連接到熱電偶時，極性不得反轉，否則溫度測量誤差反而會增加。 在實際測量中，如果測量值與實際值相差太大，除了熱電偶的安裝位置不正確外，還有可能熱電偶甚至導線被氧化和/或測量端的焊點出現砂眼熱電偶 3.熱電偶溫度計安裝熱電偶和熱阻溫度計屬于接觸式溫度計，因其不可替代的優勢，已成為工礦企業和科研院所常用的測溫儀器 熱電偶和熱阻傳感器的正確安裝是確保其測量精度和使用壽命的重要因素。 下面介紹幾種常用的安裝方法，希望能為大家的實際工作提供一些參考。 首先熱電偶和熱阻應盡可能垂直安裝，以防止保護套在高溫下變形。然而，在流速的情況下，必須逆著待測量介質的流動方向插入，以確保溫度測量元件和流體之間的完全接觸，從而確保其測量精度。 此外熱電偶和熱阻應盡可能安裝在有保護層的管道中，以防止熱量損失。 其次，當熱電偶和熱阻傳感器安裝在負壓管道中時，必須確保測量處具有良好的密封性能，以防止外部冷空氣進入并降低讀數。 當熱電偶和熱阻傳感器安裝在室外時,熱電偶的接線盒蓋和熱阻傳感器應朝上，電線入口應朝下，以防止雨水或灰塵進入接線盒，損壞熱電偶和熱阻接線盒中的電線，影響其測量精度 應經常檢查熱電偶和熱阻溫度計處的接線情況，尤其是熱電偶溫度計處，因為補償導線材料的硬度很高，很容易從端子上脫落并導致開路故障。因此，接線應良好，不要過多接觸溫度計的接線，并經常檢查以獲得正確的測量溫度。 熱電偶應安裝在盡可能靠近待測溫度控制點的地方。 為了防止沿熱電偶的熱傳遞或防止保護管影響測量溫度，熱電偶應浸入測量流體中，深度至少為直徑的10倍。 測量固體溫度時，熱電偶應緊靠或緊密接觸材料 為了減小至zui的熱傳導誤差，應減小觸點附近的溫度梯度。 當使用熱電偶測量管道中的氣體溫度時，如果管壁溫度明顯升高或降低，熱電偶將向其輻射或吸收熱量，從而顯著改變測量溫度 此時，可以使用輻射屏蔽使其溫度接近氣體溫度，使用所謂的屏蔽類型熱電偶 選擇溫度測量點時，應具有代表性。例如，當測量管道中的流體溫度時，熱電偶的測量端應在管道中流速較大的地方。 一般來說，熱電偶保護套管末端應穿過流速中心線

“熱電偶溫度計在水電工程中的實際應用 ”本文地址，轉載請勿刪除！http://www.kichisyo.com/gynews/1531.html