鎧裝熱電偶具有能彎曲、耐高壓、熱響應(yīng)時(shí)間快和堅(jiān)固耐用等許多優(yōu)點(diǎn),它和工業(yè)用裝配式熱電偶一樣,作為測(cè)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(shí),亦可以作為裝配式熱電偶的感溫元件。它可以直接測(cè)量各種生產(chǎn)過(guò)程中從0℃~800℃范圍內(nèi)的液體、蒸汽和其氣體介質(zhì)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(yīng)時(shí)間短和堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)。
鎧裝熱電偶測(cè)溫原理:電偶是用兩種不同成份的導(dǎo)體焊接在一起,兩端溫度不同時(shí),在回路中就會(huì)有熱電勢(shì)產(chǎn)生,因此勢(shì)電偶是通過(guò)測(cè)量電勢(shì)從而測(cè)量溫度的一種感溫原件,它是一種變換器,它能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)再由顯示儀表顯示出來(lái)。
熱電偶測(cè)量溫度的基本原理是熱電效應(yīng),將兩種不同成份的金屬導(dǎo)體首尾相連接成閉合回路,如兩接點(diǎn)的溫度不等,則在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì),形成熱電流,這就是熱電效應(yīng)。熱電偶就是將兩種不同的金屬材料一端焊接而成,焊接的一端叫做測(cè)量端,未焊接的一端叫做參考端,參考端在使用時(shí)通常恒定在一定的溫度(如00C)當(dāng)對(duì)測(cè)量端加熱時(shí),在接點(diǎn)處有熱電勢(shì)產(chǎn)生。如參考端溫度恒定,其熱電勢(shì)的大小和方向只與兩種金屬材料的特性和測(cè)量端的溫度有關(guān),而與勢(shì)電偶的精細(xì)和長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。當(dāng)測(cè)量端的溫度改變后,勢(shì)電勢(shì)也隨之改變,并且溫度和熱電勢(shì)之間有一固定的函數(shù)關(guān)系,利用這個(gè)關(guān)系就可以測(cè)量溫度。
常用的溫度儀表有鎧裝熱電偶。
鎧裝熱電偶:測(cè)量500℃以上的高溫,火電廠種主蒸汽的溫度,過(guò)熱起管壁溫度,高溫?zé)煔鉁囟?。特點(diǎn):
能測(cè)量高溫,性能穩(wěn)定,準(zhǔn)確可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、便于信號(hào)的遠(yuǎn)傳和實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)切換測(cè)量。主要的型號(hào):分度號(hào):S或LB-3上限1300℃(短時(shí)1600℃)。B或LL-2上限1600℃(短時(shí)1800℃)K或EU-2上限1200℃(短時(shí)1300℃)T或CK上限-200~350℃(短時(shí)400℃)E或EA-2上限-200~900℃熱電阻:測(cè)量精度高、性能穩(wěn)定、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣、可遠(yuǎn)距離策問(wèn)、實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制和記錄。鉑熱電阻,zui高測(cè)溫650℃,Pt50,Pt100,銅電阻:50-150℃Cu50,Cu100。注意:自熱效應(yīng)引起的誤差,Pt工作d電流為小于6mA,遲滯帶來(lái)的影響,熱容量大,充分的熱交換,測(cè)量才準(zhǔn)確。安裝:安裝時(shí),與被測(cè)介質(zhì)形成逆流,至少成90° 分度號(hào):S或LB-3上限1300℃(短時(shí)1600℃)。B或LL-2上限1600℃(短時(shí)1800℃)K或EU-2上限1200℃(短時(shí)1300℃)T或CK上限-200~350℃(短時(shí)400℃)E或EA-2上限-200~900℃:測(cè)量精度高、性能穩(wěn)定、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣、可遠(yuǎn)距離策問(wèn)、實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制和記錄。鉑,zui高測(cè)溫650℃,Pt50,Pt100,銅電阻:
技術(shù)指標(biāo)
不同材料和直徑鎧裝熱電偶型號(hào)、分度號(hào)及*使用溫度電極材料
鎧裝熱電偶熱響應(yīng)時(shí)間在溫度出現(xiàn)階躍變化時(shí),熱電偶的輸出值變化至相當(dāng)于該階躍變化的某個(gè)規(guī)定百分?jǐn)?shù)所需要的時(shí)間,稱為熱響應(yīng)時(shí)間,用τ表示(取50%時(shí)用τ0.5表示)。 鎧裝熱電偶熱響應(yīng)時(shí)間τ0.5(秒)
注:絕緣電阻用MΩ·m表示,即為常溫絕緣電阻與鎧裝偶長(zhǎng)度的乘積。
例如:1000MΩ·m表示:1m長(zhǎng)的試樣的絕緣電阻為
1000MΩ,10m長(zhǎng)的試樣的絕緣電阻為100MΩ。
對(duì)于長(zhǎng)度小于1m的鎧裝偶,按1m計(jì)算。
插座式接線盒和帶補(bǔ)償導(dǎo)線的鎧裝熱電偶不在此例。
測(cè)量范圍和準(zhǔn)確度
熱響應(yīng)時(shí)間
在溫度出現(xiàn)階段變化時(shí),熱電偶的輸出變化至相當(dāng)于該階躍變化的50%所需的時(shí)間稱為熱電響應(yīng)時(shí)間。
鎧裝熱電偶響應(yīng)時(shí)間應(yīng)不大于下表數(shù)據(jù): 單位:s
鎧裝熱電偶直徑mm | 鎧裝偶工作端形式區(qū)分 | 鎧裝熱電阻響應(yīng)時(shí)間 | |
絕緣式響應(yīng)時(shí)間s | 接殼式響應(yīng)時(shí)間s | ||
Ф2.0 | 0.5 | 0.4 | ------ |
Ф3.0 | 1.2 | 0.6 | 3.0 |
Ф4.0 | 2.5 | 0.8 | 5.0 |
Ф5.0 | 4.5 | 1.2 | 8.0 |
Ф6.0 | 6.0 | 2.0 | 12.0 |
Ф8.0 | 8.0 | 4.0 | ? |
形式
露端式: 熱響應(yīng)時(shí)間短;適于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)排氣等 要求響應(yīng)快的溫度測(cè)量;機(jī)械強(qiáng)度較低。
接殼式 :熱響應(yīng)時(shí)間短;公稱壓力大(可達(dá)34MPa);不適用于有電磁干擾的場(chǎng)合。
絕緣式 :熱響應(yīng)時(shí)間較前兩種長(zhǎng),使用壽命長(zhǎng);抗電磁干擾;在對(duì)熱響應(yīng)時(shí)間無(wú)特殊要求的場(chǎng)合多采用此種形式。
分離式 : 雙支,避免信號(hào)干擾,其特點(diǎn)同絕緣式。
基本結(jié)構(gòu)
鎧裝熱電偶主要由接線盒、接線端子和鎧裝熱電偶元件等組成基本結(jié)構(gòu),并配以各種安裝固定裝置。安裝固定型式 固定裝置是供用戶安裝時(shí)使用。鎧裝熱電偶有:無(wú)固定裝置、固定卡套式,可動(dòng)卡套式,固定法蘭式,可動(dòng)法蘭式五種結(jié)構(gòu)型式。固定卡套式只供一次性固定使用,可動(dòng)卡套式可做多次固定使用。
鎧裝熱電偶
測(cè)量端(熱端)結(jié)構(gòu)形式
鎧裝熱電偶
檢定方法
金屬熔體快速鎧裝熱電偶的檢定方法及裝置。該裝置主要由一能容納兩只被測(cè)偶端部石英管的扁加圈、兩只與被測(cè)偶形狀相同的鎧裝熱電偶及相應(yīng)的控溫顯示輸出裝置構(gòu)成。檢定方法是首先利用兩只校準(zhǔn)熱電偶找出扁加圈中使這兩只校準(zhǔn)偶熱電勢(shì)相同的點(diǎn),用被檢偶取代其中的一只校準(zhǔn)偶,在其它條件不變的情況下,待被檢偶的讀數(shù)穩(wěn)定后與校準(zhǔn)偶的讀數(shù)相比較即可知被檢偶的量值是否準(zhǔn)確。此方法提供了快速測(cè)溫?zé)犭娕嫉膶?shí)驗(yàn)室檢定手段,可對(duì)快速測(cè)溫?zé)犭娕荚诙鄠€(gè)溫度點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試并作出全面的評(píng)價(jià)。
其特征在于:a、該裝置是由一扁加圈、一對(duì)校準(zhǔn)鎧裝熱電偶及控溫顯示輸出裝置構(gòu)成。b、檢定方法是先將兩只校準(zhǔn)熱電偶從加圈兩端相對(duì)插入,使鎧裝熱電偶熱端接觸,通過(guò)改變校準(zhǔn)熱電偶在加圈中的位置使兩只校準(zhǔn)熱電偶的熱電勢(shì)相同,用被測(cè)快速熱電偶取代其中一只校準(zhǔn)熱電偶,讀取其穩(wěn)定狀態(tài)下的熱電勢(shì)值與校準(zhǔn)熱電偶熱電勢(shì)進(jìn)行比對(duì)即可知被測(cè)快速鎧裝熱電偶的準(zhǔn)確度。
應(yīng)用
通常和顯示儀表,記錄儀表,電子計(jì)算機(jī)等配套使用。直接測(cè)量各種生產(chǎn)過(guò)程中的0-1300度范圍內(nèi)液體,蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面溫度。
特點(diǎn)
1 熱響應(yīng)時(shí)間少,減少動(dòng)態(tài)誤差;
2 可彎曲安裝使用;
3 測(cè)量范圍大;
4 機(jī)械強(qiáng)度高,耐壓性能好;
測(cè)溫范圍及準(zhǔn)確度
類別 | 代號(hào) | 分度號(hào) | 套管外徑mm | 常用溫度℃ | zui高使用溫度℃ | 允許偏差 | |
測(cè)量范圍℃ | 允差值 | ||||||
鉑銠10-鉑 | WRPK | S | ≥Φ3 | 1100 | 1200 | 0-1200 | ±1.5℃或±1.5%t |
鎳鉻-銅鎳 | WREK | E | ≥Φ3 | 600 | 700 | 0-700 | ±2.5℃或±0.75%t |
鎳鉻-鎳硅 | WRNK | K | ≥Φ3 | 800 | 950 | 0-900 | ±2.5℃或±0.75%t |
銅-銅鎳 | WRCK | T | ≥Φ3 | 350 | 400 | 小于-200 | 未作規(guī)定 |
-40-350 | ±0.75%t | ||||||
鐵-銅鎳 | WRFK | J | ≥Φ3 | 500 | 600 | 0-600 | ±2.5℃或±0.75%t |
熱響應(yīng)時(shí)間
在溫度出現(xiàn)階躍變化時(shí),熱電偶的輸出變化至相當(dāng)于該階躍變化的50%所需要的時(shí)間稱為熱響應(yīng)時(shí)間,用τ0.5表示。
鎧裝熱電偶熱響應(yīng)時(shí)間不大于下表的規(guī)定:
熱響應(yīng)時(shí)間τ0.5S | 接殼式 | 絕緣式 |
套管直徑(mm) | ||
2.0 | 0.4 | 0.5 |
3.0 | 0.6 | 1.2 |
4.0 | 0.8 | 2.5 |
5.0 | 1.2 | 4.0 |
6.0 | 2.0 | 6.0 |
8.0 | 4.0 | 8.0 |
鎧裝熱電偶型號(hào)圖
溫標(biāo):
a、溫度單位:熱力學(xué)溫度是基本功手物理量,它的單位開(kāi)爾文,定義為水三相點(diǎn)的熱力學(xué)溫度的1/273.16,使用了與273.15K(冰點(diǎn))的差值來(lái)表示溫度,因此現(xiàn)在仍保留這個(gè)方法。根據(jù)定義,攝氏度的大小等于開(kāi)爾文,溫差亦可用攝氏度或開(kāi)爾文來(lái)表示。溫標(biāo)ITS-90同時(shí)定義開(kāi)爾文溫度(符號(hào)T90)和攝氏溫度(符號(hào)t90)。
b、溫標(biāo)ITS-90的通則:ITS-90由0.65K向上到普朗克輻射定律使用單色輻射實(shí)際可測(cè)量的zui高溫度。ITS-90是這樣制訂的即在全量程,任何于溫度采納時(shí)T的*估計(jì)值,與直接測(cè)量熱力學(xué)溫度相比T90的測(cè)量要方便的多,而且更為精密,并且有很高的復(fù)現(xiàn)性。
c、ITS-90的定義:
*溫區(qū)為0.65K到5.00K之間,T90由3He和4He的蒸汽壓與溫度的關(guān)系式來(lái)定義。
第二溫區(qū)為3.0K到氖三相點(diǎn)(24.5661K)之間T90是氦氣體溫度計(jì)來(lái)定義。
第三溫區(qū)為平蘅氫三相點(diǎn)(13.8033K)到銀的凝固點(diǎn)(961.78℃)之間,T90是由鉑電阻溫度計(jì)來(lái)定義,它使用一組規(guī)定的定義內(nèi)插法來(lái)分度。銀凝固點(diǎn)(961.78℃)以上的溫區(qū),T90是按普朗克輻射定律來(lái)定義的,復(fù)現(xiàn)儀器為光學(xué)高溫計(jì)。
鎧裝熱電偶的工作原理
鎧裝熱電偶具有能彎曲、耐高壓、熱響應(yīng)時(shí)間快和堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn),鎧裝熱電偶與裝配式熱電偶一樣,作為測(cè)量溫度的傳感器,通常鎧裝熱電偶和顯示儀表、記錄儀和電子調(diào)節(jié)器配套使用,同時(shí),鎧裝熱電偶亦可以作為裝配式熱電偶的感溫元件。鎧裝熱電偶可以直接測(cè)量各種生產(chǎn)過(guò)程中從0℃~1100℃范圍內(nèi)的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度。
鎧裝熱電偶的工作原理是由兩種不同成份的導(dǎo)體兩端經(jīng)焊接,形成回路,直接測(cè)溫端叫測(cè)量端,接線端叫參比端。當(dāng)測(cè)量端和參比端存在溫差時(shí),就會(huì)在回路中產(chǎn)生熱電流,接上顯示儀表,儀表上就會(huì)指示出熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)的對(duì)應(yīng)溫度值。鎧裝熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)將隨著測(cè)量端的溫度升高而增長(zhǎng),熱電動(dòng)勢(shì)的大小只和鎧裝熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān),和熱電極的長(zhǎng)度,直徑無(wú)關(guān)。鎧裝熱電偶的結(jié)構(gòu)是由導(dǎo)體,絕緣氧化鎂和1Cr18Ni9Ti不銹鋼保護(hù)管經(jīng)多次拉制而成,鎧裝熱電偶產(chǎn)品主要由接線盒,接線端子和鎧裝熱電偶組成基本結(jié)構(gòu),并配以各種安裝固定裝置組成。鎧裝熱電偶分絕緣式和接殼式兩種。