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上海自动化仪表三厂热电偶技术信息
添加时间:2020-10-23

热电偶是最常见的温度传感装置。它们可以用非常坚硬的设计制作。它们操作非常简单并且在某一点测量温度。在不同的热电偶类型上,它们的温度范围为-250°C至+ 2500°C。


    操作原理是塞贝克效应。沿着导体的温度梯度产生电动势(EMF)。如果两个不同材料的导体在一点连接,则在开口端之间产生EMF,这取决于连接点的温度。


    随着T1增加,电压(V)也增加。EMF还取决于开口端T2的温度。

 

    热电偶接头(T1)放置在过程中,另一端(用于标准输出)在0°C的冰水中。这称为参考结(T2)。在现场,参考结通常在指示单元中处于环境温度,并且进行冷端补偿允许。这通常通过指示器电子设备完成。


    如果不超过设定的温度限制,廉价的补偿导线可以代替部分电路的热电偶导线。它们将热电偶线的热电性能复制到一定温度。


    如果合金是热电偶线或补偿电缆,沿着电线(T1和T2之间)的温度不会影响输出电压。合金组合已经成为标准产生高EMF,在温度下稳定并且容易获得。


    热电偶输出取决于导体的合金混合。没有两种混合物是相同的,如果需要高精度,则需要进行传感器校准。单个传感器的性能会随着高温暴露而漂移。


    定义的传感器组合如下面的热电偶表所示。较低温度组合通常称为贱金属。最常见的是K型NiCr v NiAl。如果预计有任何寿命,则限于1100℃。高于此温度,使用稀有金属。R型,Pt v PtRh(13%)非常常见。这些价格要贵得多,但可以记录高达170℃(B型)并在合理的使用寿命内保持稳定。


    BS EN 60584-2定义了标准热电偶类型的标准输出。BS EN 60584-3定义了延长电缆的公差和限制。


    实用的热电偶结构

    上海仪表三厂热电偶结构由两个在测量点焊接在一起并沿长度方向彼此绝缘的导体组成。它通常有一个外保护套。

 

    PVC,硅橡胶或PTFE绝缘体通常在250°C,高于此玻璃纤维或陶瓷使用。保护套通常是对特定工艺惰性的金属合金。在高温下使用陶瓷护套。


    通常更多的考虑因素是选择和设计保护套而不是传感器,因为这是必须承受化学或物理攻击以及提供方便的过程附着特征的层。这将在稍后处理。


    上海自动化仪表三厂热电偶补偿和延长电缆


    重要的是,沿着传感点与仪器或发射器之间的整个电缆长度,所使用的引线根据通过温度梯度产生的EMF来复制热电偶材料。然而很明显,对于铂金传感器来说,继续使用这种贵金属的完整电路将是昂贵的并且在商业上是脆弱的。延长和补偿电缆用于降低此成本。


    热电偶延长电缆使用实际的热电偶材料,但使用更便宜的形式。这是通过使用更便宜的绝缘材料,更宽的公差合金和更薄的导体来实现的(因为它们在其寿命期间将看到很小的热应力)。它们以多股形式生产,易于安装。热电性能显然与实际传感器非常相似。


    热电偶补偿电缆使用完全不同的合金,这些合金恰好在极限温度(通常为200°C)下表现出非常相似的热电性能。应特别注意控制补偿电缆和实际热电偶材料之间的连接温度,使其低于可接受的最大值。补偿电缆有方便的布线形式,用于现场安装。


    热电偶颜色代码



    注意

    最高温度取决于实际应用条件和传感器设计。公差来自BS EN 60584-1


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