熱電偶溫度計(jì)屬于接觸式溫度測量儀器 溫度是根據(jù)熱電效應(yīng)的原理測量的，即塞貝克效應(yīng)(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(jì)在水電工程中的應(yīng)用，供讀者參考。 1.熱電偶熱電偶溫度計(jì)的基本原理屬于接觸式溫度測量儀器 溫度是根據(jù)熱電效應(yīng)的原理測量的，即塞貝克效應(yīng)(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(dǎo)體A和導(dǎo)體B連接成一個閉環(huán)。接觸溫度測量點(diǎn)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(chǎn)生熱電勢EAB(t，t0)。這種現(xiàn)象被稱為塞貝克效應(yīng)，即熱電效應(yīng) EAB的大小隨著導(dǎo)體甲和乙的材料以及兩端的溫度t0和t0而變化。這個循環(huán)被稱為原型熱電偶 在實(shí)際應(yīng)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(shí)將參考端分開并通過導(dǎo)線連接到顯示儀器，參考端觸點(diǎn)的溫度t0保持穩(wěn)定。 由顯示儀表測量的電勢僅隨著測量的溫度t而變化 當(dāng)?shù)谌饘俨牧线B接到熱電偶回路中時(shí)，只要材料的兩個觸點(diǎn)的溫度相同，由熱電偶產(chǎn)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(dāng)熱電偶測量溫度時(shí)，在測量熱電勢之后，可以連接測量儀器以知道待測量介質(zhì)的溫度。 根據(jù)熱電勢和溫度之間函數(shù)關(guān)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(yè)表 理論上，任何兩個導(dǎo)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(diǎn):(1)熱電偶材料在經(jīng)受溫度后可以產(chǎn)生更高的熱電勢，熱電勢與溫度的關(guān)系zui是線性或近似線性的單值函數(shù)；(2)能測量高溫，在我國應(yīng)用范圍廣。長期使用后，物理、化學(xué)和熱電性能保持穩(wěn)定。(3)材料要求電阻溫度系數(shù)小、電阻率高、導(dǎo)電性好、熱容量小。重現(xiàn)性好，便于批量生產(chǎn)和交換，便于制定統(tǒng)一的分度表；(4)良好的力學(xué)性能和均勻的材料；(5)資源豐富，價(jià)格低廉 為了確保熱電偶可靠穩(wěn)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(yīng)相互絕緣良好，以防短路；(3)補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接應(yīng)方便可靠；(4)保護(hù)套應(yīng)能確保熱電極與有害介質(zhì)完全隔離 熱電偶溫度計(jì)的特點(diǎn)是:(1)測量精度高 因?yàn)闊犭娕寂c測試對象直接接觸，所以它不受中間介質(zhì)的影響。 (2)測量范圍廣 常用熱電偶可在-50℃至+1600℃范圍內(nèi)連續(xù)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(dá)+2800℃(如鎢錸) (3)結(jié)構(gòu)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(diǎn)的限制。與外部保護(hù)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(zhuǎn)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(jì)的選擇常用熱電偶并可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶 標(biāo)準(zhǔn)熱電偶指熱電偶，有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差，并有與之匹配的顯示儀表可供選擇。 非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在范圍或數(shù)量級上不如標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶好，一般沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于一些特殊場合的測量。 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，根據(jù)國際電工委員會國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn) 熱電偶的畢業(yè)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(jià)金屬熱電偶 硫指數(shù)具有很強(qiáng)的抗氧化性，適合在氧化和惰性氣氛中連續(xù)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(shù)的學(xué)位等級zui較高，通常用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶；與S指數(shù)相比，R指數(shù)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(shù)的熱電動勢非常小，因此在測量過程中通常沒有必要補(bǔ)償導(dǎo)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(shí)間使用。 氮指數(shù)(N index number)的特點(diǎn)是1300℃高溫抗氧化性強(qiáng)，熱電動力長期穩(wěn)定性好，短期熱循環(huán)重現(xiàn)性好，耐核輻射性和耐低溫性好。它可以部分替代S指數(shù)熱電偶；鉀指數(shù)具有很強(qiáng)的抗氧化性，適合在氧化和惰性氣氛中連續(xù)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(shù)的特點(diǎn)是它的熱電動力較大，即高靈敏度較大，常用熱電偶 應(yīng)在0-800℃的氧化和惰性氣氛中連續(xù)使用。J指數(shù)(J index number)的特點(diǎn)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?xì)怏w腐蝕，主要用于煉油和化工行業(yè)。測試指數(shù)的特征是所有廉價(jià)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(dāng)使用貴金屬時(shí))，并且從溫度測量點(diǎn)到儀器的距離很長，為了節(jié)省熱電偶材料并降低成本，通常使用補(bǔ)償線將熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度相對穩(wěn)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(bǔ)償導(dǎo)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(bǔ)償功能。 因此，需要其他校正方法來補(bǔ)償冷端溫度T0-Ne。0℃對溫度測量的影響 使用熱電偶補(bǔ)償線時(shí)，必須注意與型號匹配，極性不得有誤，補(bǔ)償線和熱電偶之間連接端的溫度不得超過100℃ 冷端溫度補(bǔ)償器的型號應(yīng)與熱電偶型號一致，并應(yīng)在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。當(dāng)冷端溫度補(bǔ)償器連接到熱電偶時(shí)，極性不能錯誤；根據(jù)補(bǔ)償器平衡點(diǎn)的溫度調(diào)節(jié)儀器的起點(diǎn)，使指針指示平衡點(diǎn)的溫度；帶有自動補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的顯示儀表上未安裝補(bǔ)償器；補(bǔ)償器必須定期檢查和驗(yàn)證。 熱電偶溫度計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中有非常廣泛的應(yīng)用。熱電偶的選擇應(yīng)首先基于測量溫度的上限，并且熱電偶的熱電極和保護(hù)套應(yīng)正確選擇。根據(jù)測試對象的結(jié)構(gòu)和安裝特點(diǎn)，選擇熱電偶的規(guī)格和尺寸 熱電偶根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為普通工業(yè)型、裝甲型和特殊型 常用工業(yè)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(fù)極為鉑，短期工作溫度為1600℃，長期工作溫度為1300℃，物理化學(xué)穩(wěn)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(shù)是s 2.鎳鉻鎳硅熱電偶:是一種非貴金屬，zui性能穩(wěn)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(wěn)定性差。 畢業(yè)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(yè)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(wěn)定性好，低溫靈敏度高，價(jià)格低廉。 畢業(yè)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(jù)使用中的測量要求彎曲。其特點(diǎn)是:熱情低，熱接點(diǎn)熱容量小，使用壽命長，適應(yīng)性強(qiáng)等。它被廣泛使用。 在實(shí)際使用中，應(yīng)特別注意補(bǔ)償導(dǎo)線的使用。 通常連接在儀器和接線盒之間的補(bǔ)償導(dǎo)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(chǎn)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(dǎo)線代替補(bǔ)償導(dǎo)線，就不能達(dá)到補(bǔ)償效果，從而降低了溫度測量的精度。 因此，安裝儀表接線時(shí)，用戶應(yīng)注意:當(dāng)補(bǔ)償線連接到熱電偶時(shí)，極性不得反轉(zhuǎn)，否則溫度測量誤差反而會增加。 在實(shí)際測量中，如果測量值與實(shí)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(dǎo)線被氧化和/或測量端的焊點(diǎn)出現(xiàn)砂眼熱電偶 3.熱電偶溫度計(jì)安裝熱電偶和熱阻溫度計(jì)屬于接觸式溫度計(jì)，因其不可替代的優(yōu)勢，已成為工礦企業(yè)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(shí)際工作提供一些參考。 首先熱電偶和熱阻應(yīng)盡可能垂直安裝，以防止保護(hù)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(zhì)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(yīng)盡可能安裝在有保護(hù)層的管道中，以防止熱量損失。 其次，當(dāng)熱電偶和熱阻傳感器安裝在負(fù)壓管道中時(shí)，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(jìn)入并降低讀數(shù)。 當(dāng)熱電偶和熱阻傳感器安裝在室外時(shí),熱電偶的接線盒蓋和熱阻傳感器應(yīng)朝上，電線入口應(yīng)朝下，以防止雨水或灰塵進(jìn)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(yīng)經(jīng)常檢查熱電偶和熱阻溫度計(jì)處的接線情況，尤其是熱電偶溫度計(jì)處，因?yàn)檠a(bǔ)償導(dǎo)線材料的硬度很高，很容易從端子上脫落并導(dǎo)致開路故障。因此，接線應(yīng)良好，不要過多接觸溫度計(jì)的接線，并經(jīng)常檢查以獲得正確的測量溫度。 熱電偶應(yīng)安裝在盡可能靠近待測溫度控制點(diǎn)的地方。 為了防止沿?zé)犭娕嫉臒醾鬟f或防止保護(hù)管影響測量溫度，熱電偶應(yīng)浸入測量流體中，深度至少為直徑的10倍。 測量固體溫度時(shí)，熱電偶應(yīng)緊靠或緊密接觸材料 為了減小至zui的熱傳導(dǎo)誤差，應(yīng)減小觸點(diǎn)附近的溫度梯度。 當(dāng)使用熱電偶測量管道中的氣體溫度時(shí)，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(shí)，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(diǎn)時(shí)，應(yīng)具有代表性。例如，當(dāng)測量管道中的流體溫度時(shí)，熱電偶的測量端應(yīng)在管道中流速較大的地方。 一般來說，熱電偶保護(hù)套管末端應(yīng)穿過流速中心線

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