室内热电偶

热电偶原理:

热电偶是工业中最常用的温度检测元件之一。其优点是:
①测量精度高。由于热电偶与被测对象直接接触,所以不受中间介质的影响。
②测量范围广。普通热电偶可连续测量-50℃至+1600℃,某些特殊热电偶可测量低至-269℃(如金、铁、镍、铬),高至+2800℃(如钨、铼)。
③结构简单,使用方便。热电偶通常由两种不同的导线组成,而且不受尺寸和开头的限制,外面还有保护套,使用起来非常方便。
1。热电偶测温的基本原理
由不同材料制成的两个导体或半导体A和B焊接成一个闭合回路。
当导体A和B的两个卡点1和2之间存在温差时,它们之间就会产生电动势,从而在
回路中形成一定量级的电流。这种现象被称为热电效应。热电偶就是利用这种效应制作的

2。热电偶的种类及结构形成
(1)热电偶的种类
常用的热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶。所称标准热电偶是指热电势与温度的关系和允许误差在国家
标准中有规定,并有统一的标准分度表,且
有其配套显示仪表可供选择的热电偶。非标准化热电偶在应用范围或数量级上都不如标准热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于一些特殊场合的测量。
标准化热电偶自1988年1月1日起,所有热电偶和热电阻均按IEC国际标准生产,S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶被指定为我国统一设计热电偶。
(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠稳定地工作,其结构要求如下:
①构成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;
②两个热电极之间要绝缘良好,防止短路;
③补偿线与热电偶自由端的连接应方便可靠;
④保护套应确保热电极与有害介质完全隔离。
3。热电偶冷端的温度补偿
由于热电偶的材料一般比较昂贵(尤其是使用昂贵的金属时),而且测温点与仪表之间的距离很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿线将热电偶的冷端(自由端)延伸到温度稳定的控制室,连接到仪表端子上。必须指出的是,热电偶补偿线的作用只是延长热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子。它不能消除冷端温度变化对测温的影响,没有补偿作用。因此,需要其他校正方法来补偿冷端温度t0≠0℃对温度测量的影响。
使用热电偶补偿线时,一定要注意型号的匹配,极性不能错,补偿线与热电偶连接端之间的温度不能超过100℃。

室内热电偶插图

热电偶的正确使用:

例如热电偶的安装位置和插入深度不能反映炉子的真实温度等。也就是说,热电偶不要安装在离门太近的地方加热,插入深度至少是保护管直径的8 ~ 10倍;热电偶保护套管与墙体之间的缝隙没有填充保温材料,导致热量溢出或冷空气体侵入炉内。因此,热电偶保护管与炉墙孔洞之间的空间隙应用耐火泥或石棉绳等保温材料堵塞,避免冷热空气体对流影响测温精度。热电偶冷端离炉体太近,使温度超过100℃;热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场,因此热电偶和电力电缆不应安装在同一导管内,以免引入干扰,造成误差;热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域。用热电偶测量管内气体温度时,必须逆着气流方向安装,并与气体充分接触。
2。绝缘不良引起的误差
比如热电偶是绝缘的,由于保护管和拉丝板上污垢或盐渣过多,热电偶电极与炉壁之间绝缘不良,在高温下更为严重,不仅会造成热电势的损失,还会引入干扰,由此产生的误差有时可达数百摄氏度。
3。热惯性引起的误差
由于热电偶的热惯性,使得仪器的指示值滞后于被测温度的变化,这种影响在快速测量中尤为突出。因此,应尽可能使用热电极更细、保护管直径更小的热电偶。当测温环境允许时,甚至可以去掉保护管。由于测量滞后,热电偶测得的温度波动幅度小于炉温波动幅度。测量滞后越大,热电偶波动幅度越小,与实际炉温的差异越大。当用时间常数大的热电偶测量或控制温度时,虽然仪表显示的温度波动很小,但实际炉温可能波动很大。为了精确测量温度,应选择时间常数小的热电偶。时间常数与传热系数成反比,与热电偶热端的直径、材料的密度和比热成正比。要减小时间常数,除了增加传热系数,zui的有效方法就是尽可能减小热端的尺寸。在使用中,通常采用导热性好的材料和薄壁小内径的保护套。在更精确的温度测量中,使用无保护套的裸线热电偶,但热电偶容易损坏,应及时校正和更换。
4。热阻误差
高温时,如果保护管上有一层煤灰,灰尘附着在上面,热阻就会增大,阻碍热传导。此时,指示温度低于测量温度的真实值。因此,热电偶保护管的外部应保持清洁。

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