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热电偶常见的问题及解答

2021.7.20

  为了更好地方便工程师快速掌握热电偶的一些专业知识,我搜集了热电偶的 15 个关于热电偶的疑难问题,具体内容如下:

  1.热电偶的精确测量原理是啥?

  热电偶工作中原理是根据赛贝克(seeback)效用,即二种不一样成份的电导体两边组合成控制回路,如两连接端温度不一样,则在控制回路内造成热电流量的物理变化。

  热电偶由二根不一样输电线(热电级)构成,他们的一端是相互之间电焊焊接的,产生热电偶的精确测量端(也称工作中端)。将它插进被测温度的物质中;而热电偶的另一端 (对照品端或随意端)则与数显仪表相接。假如热电偶的精确测量端与对照品端存有温度差,则数显仪表将强调热电偶造成的热感应电动势。

  2. 热电阻的精确测量原理是啥?

  热电阻是运用金属材料电导体或半导体材料有温度转变时自身电阻器也伴随着产生变化的特点来精确测量温度的,热电阻的遇热一部分(温度传感器元器件)是用细铁丝匀称地绕在绝缘层材料做成的框架上或根据激光器磁控溅射加工工艺在硅片产生。当被测物质有温度梯度方向时,则所测出的温度是温度传感器元器件所属范畴内物质层的均值温度。

  3. 如何选择热电偶和热电阻?

  依据温度测量范畴挑选:500℃之上一般挑选热电偶,500℃下列一般挑选热电阻;

  依据测量精度挑选:对精密度规定较高挑选热电阻,对精密度规定不高挑选热电偶;

  依据检测范围挑选:热电偶所精确测量的一般指“点”温,热电阻所精确测量的一般指室内空间均值温度;

  4. 什么叫铠装电缆热电偶,有哪些优势?

  在IEC1515 的规范中名字为《mineral insulated thermocouple cable》,

  即无机物矿物质绝缘层热电厂热电偶缆。将热电级、绝缘物和护线套根据总体焊接热处理而产生的,外表层好像是变移一层“铠装电缆”,故称之为铠装电缆热电偶。同一般装配式建筑热电偶对比,具备抗压高、可弯折特性好、抗氧化能好及使用期限长等优势。

  5. 热电偶的分度号有哪些? ? 有什么特性?

  热电偶的分度号有关键有 S、R、B、N、K、E、J、T 等几类。在其中 S、R、B 归属于贵重金属热电偶,N、K、E、J、T 归属于廉金属材料热电偶。

  S 分度号的特性是抗氧化强,宜在还原性、可塑性氛围中持续应用,长期性应用温度 1400℃,短期内 1600℃。在全部热电偶中,S 分度号的精准度级别最大,一般 作为规范热电偶;

  R 分度号与 S 分度号对比除热感应电动势大 15%上下,其他特性基本上完全一致;}

  B 分度号在室内温度下热感应电动势很小,故在精确测量时一般无需补偿导线。它的长期性应用温度为 1600℃,短期内 1800℃。可在还原性或中性化氛围中应用,也可在真空泵标准下短期内应用。

  N 分度号的特性是 1300℃下高溫抗氧化能力强,热感应电动势的长期性可靠性及短期内热力循环的重现性好,耐核辐照度及耐寒特性也罢,能够一部分替代 S分度号热电偶;

  K 分度号的特性是抗氧化强,宜在还原性、可塑性氛围中持续应用,长期性应用温度 1000℃,短期内 1200℃。在全部热电偶中应用最普遍;

  E 分度号的特性是在常见热电偶中,其热感应电动势较大 ,即敏感度最大。宜在还原性、可塑性氛围中持续应用,应用温度 0-800℃;

  J 分度号的特性是既可用以还原性氛围(应用温度限制 750℃),也可用以氧化性氛围(应用温度限制 950℃),而且耐 H2 及 CO 汽体浸蚀,多用以炼油厂及化工厂;

  T 分度号的特性是在全部廉金属材料热电偶中精准度级别最大,一般 用于精确测量 300℃下列的温度。

  6. 热电阻的变压器接地线方法有几种?有什么危害?

  热电阻的变压器接地线方法有 3 种:即 2 线制、3 线制、4 线制。

  2 线制热电阻布线简易,但是带到导线电阻器的额外偏差。因而不适合生产制造 A 级精密度的热电阻,且在应用时导线及输电线都不适合太长。

  3 线制能够清除导线电阻器的危害,测量精度高过 2 线制。做为全过程检验元器件,其运用最广。

  4 线制不但能够清除导线电阻器的危害,并且在联接输电线电阻值同样时,还能够清除该电阻器的危害。在高精密精确测量时,要选用 4 线制。

  7.N 型热电偶与 K 型热电偶对比有什么优点和缺点?

  N 型热电偶的优势:

  -高溫抗氧化能力强,长期性可靠性强。K 型热电偶镍铬合金的正级中 Cr、Si 原素择优录用空气氧化造成铝合金成份不匀称及热感应电动势飘移等,在 N 型热电偶提升 Cr、Si 成分,使镍铬的空气氧化方式由内空气氧化变化为外空气氧化,导致氧化还原反应仅在表层开展;

  -超低温短期内热力循环可靠性好,且抑止了带磁变化;

  -耐辐射工作能力强。N 型热电偶取消了 K 型中的易成长原素 Mn、Co,使抗中子辐照度工作能力进一步加强;

  -在 400~1300℃范畴内,N 型热电偶的热电厂特点的线形比 K 型好。

  N 型热电偶的缺陷:

  -N 型热电偶的原材料比 K 型硬,较难生产加工;

  -价钱相对性较贵。N 型热电偶的线膨胀系数要比不锈钢板低 15%,因而 N型铠装电缆热电偶的外套管应选用 NiCrSi/NiSi 铝合金;-在-200~400℃范畴内离散系统偏差很大。

  8. 如何选择适合的热安裝套管?

  热安裝套管的样子关键根据物质的温度、工作压力、相对密度和水流量及需要插进长短而定。ASME/ANSI PTC19.3 对于此事作了充足要求,选用套管抗压强度分析系统可测算出套管设计方案是不是合乎加工工艺规定。安裝于当场的热套管需测算热装

  管的抗压强度,危害护套管的抗压强度关键有下列三点:

  1. 流动性造成的震动;历经护套管的液态造成一定頻率的漩涡,称之为涡区頻率,该頻率水流量正相关。假如这一頻率和热套管的共振频率贴近或一致,便会造成共震,使消化吸收很多的能源,进而造成很高的地应力并有可能毁坏热套管和套管内感应器。ASME 标准规范规定:涡区頻率和热套管共振频率的比例应低于 0.8。

  2. 流动性造成的地应力;液体流动性伴随着水流量和相对密度而转变,并在热套管增加了力,这一流动性造成的工作压力根据测算能够得到。

  3. 全过程工作压力;热套管能够承担的较大 负压能够测算得到。

  一般热安裝套管的接口方式有法兰连接式、活套法兰式和焊合三种。

  9.如何选择适合的耐磨钢管温度计?

  水准安裝时,挑选径向或万向球型耐磨钢管温度计;

  竖直安裝时,挑选轴向或万向球型耐磨钢管温度计;

  歪斜安裝时,依据具体必须挑选径向、轴向或万向球型耐磨钢管温度计;

  如需对测点设定上低限警报操纵时,可挑选电触点耐磨钢管温度计

  10. 耐磨钢管温度计有哪些优点和缺点?

  耐磨钢管温度计的优势取决于价钱相对性便宜、读值形象化,缺陷为温度测量范畴较小、精密度相对性不高。一般 做为就地精确测量、数显仪表。

  11.温度智能变送器有什么特性?

  温度智能变送器的特性是-静态数据功能损耗低、可以信赖、不需检修、使用期限长。-容积较小,可与热电偶、热电阻融为一体,不但安裝便捷,还可节约温变器安裝花费。

  -传送数据信号为 4-50mA 规范数据信号,不仅抗干扰性强,传送距离较远,并且可节省价钱较贵的补偿导线。

  -可给予合乎 HART 协议书及 FF、PROFBUS 系统总线通信协议方式。

  12. 工作压力式温度计精确测量原理是啥?

  根据液态澎涨基本定律,即一定品质的液态,在容积不会改变的标准下,液态的工作压力与温度呈线型。汽体、蒸气的工作压力与温度也是呈一定的函数关系,

  因而工作压力式温度计的尺标应匀称等分。工作压力式温度计是由充有温度传感器物质的温包、传压元器件(毛细血管)及工作压力光敏电阻器(扭簧管)构成。

  13. 红外感应温度计精确测量原理是啥?

  红外线测温计由自准直,光电探测器,信号增强器及信号分析.表明輸出等一部分构成。自准直聚集其视场内的总体目标红外辐射动能,红外线动能聚焦点在光电探测器上并变化为相对应的电子信号,该数据信号再经计算变化为被测总体目标的温度值。

  14. 如何选择适合的补偿导线或电缆线?

  热电偶的补偿导线和电缆线关键用以将热电偶的热感应电动势增加至二次仪表盘或主控室。关键有拓宽型和赔偿型二种补偿导线,拓宽型选用与热电级同样的原材料,因此精密度较高;赔偿型选用与热电级的热电势差特点相势的原材料,因此精密度沒有拓宽型高。

  15. 热电阻和热电偶的差别

  热电偶是一种测温度的感应器,与热电阻一样全是温度感应器,可是他与热电阻的差别关键取决于:

  一、数据信号的特性,热电阻自身是电阻器,温度的转变,使电阻器造成正的或是是负的电阻值转变;而热耦,是造成感应电压的转变,他随温度的更改而更改。

  二、二种感应器检验的温度范畴不一样,传热系数一般检验0-150度温度范畴,最大检测范围可以达到600度上下(当然可以检验负温度).

  热耦可检验0-1000度的温度范畴(乃至高些)因此,前面一种是超低温检验,后面一种是高溫检验。

  三、从原材料上分,传热系数是一种金属复合材料,具备温度比较敏感转变的金属复合材料,热耦是双金属复合材料,既二种不一样的金属材料,因为温度的转变,在2个不一样铁丝的两边造成电位差。

  四、PLC相匹配的热电阻和热电偶的键入控制模块也是不一样的,他们是没什么问题,但一般PLC都立即连接4~50ma数据信号,而热电阻和热电偶一般都含有智能变送器才连接PLC。如果连接DCS得话就无须用智能变送器了!热电阻是RTD数据信号,热电厂欧是TC数据信号!

  五、PLC也是有热电阻控制模块和热电偶控制模块,可立即输入电阻和热电偶数据信号。

  六、热电偶有J、T、N、K、S等型号规格,有比电阻器贵的,也是有比电阻器划算的,可是算上补偿导线,综合性工程造价热电偶就高了。

  热电阻是电阻器数据信号,热电偶是工作电压数据信号

  七、热电阻温度测量原理是依据电导体(或半导体材料)的电阻器随温度转变的特性来精确测量的,检测范围为负00~500度,常见的有铂热电阻(Pt100、Pt10)、铜电阻器Cu50(负50-150度)。

  热电偶温度测量原理是根据塞贝克效应来精确测量温度的,常见的有铂铑——铂(分度号S,检测范围0~1300度)、镍铬合金——镍硅(分度号K,检测范围0~900度)、镍铬合金——康铜(分度号E,检测范围0~600度)、铂铑30——铂铑6(分度号B,检测范围0~1600度)。

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