热电偶温度计在水电工程中的应用




热电偶温度计是一种接触式温度测量仪器。它基于热电效应,即塞贝克效应原理,塞贝克效应是温度测量仪器中常用的温度测量元件。本文主要介绍了热电偶温度计在水电工程中的应用,供读者参考。

1.热电偶的基本原理

热电偶温度计是一种接触式温度测量仪器。它基于热电效应,即塞贝克效应原理,塞贝克效应是温度测量仪器中常用的温度测量元件。不同材料的导体A和B以闭环连接,接触温度测量点的一端称为测量端(或工作端),另一端称为参考端(或自由端)。如果测量端和参考端的温度t和t0不同,则在环A和B之间产生热电势EAB(t,t0)。这种现象称为塞贝克效应,即热电效应。 EAB尺寸随导体A,B的材料和两端的温度t和t0而变化。该循环称为原型热电偶。在实际应用中,A和B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端到测量温度t,参考端分离,导线连接到显示仪表,参考端温度t0保持不变。稳定。显示仪表测量的电位仅随测量的温度和t而变化。

当第三金属材料连接到热电偶回路时,只要材料的两个触点的温度相同,热电偶产生的热电势将保持不变,即不受第三金属接入回路的影响。因此,当热电偶测量温度时,可以连接测量仪器,并且在测量热电势之后,可以知道测量介质的温度。

根据热电势和温度函数。可制成热电偶分度表。索引表是在自由端温度To=0℃的条件下获得的。不同的热电偶具有不同的分度表。

理论上,任何两个导体都可以制成热电偶,但事实上并非所有材料都可以制作热电偶,因此热电极材料必须满足以下要求:

(1)热电偶材料在经受温度后可以产生较高的热电势,并且热电势与温度之间的关系优选为线性或近似线性的单值函数关系;

(2)可以测量更高的温度,适用于国内宽温度范围。长期使用后,物理,化学和热电性能保持稳定;(3)材料的电阻温度系数要求小,电阻率高,导电性好,热容量小;重现性好,便于批量生产和交换,方便制定统一的分度表;

(4)良好的机械性能和均匀的材料;

(5)资源丰富,价格便宜。

为确保热电偶可靠稳定运行,热电偶具有以下要求:

(1)构成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;

(2)两个热电极应相互绝缘,以防止短路;

(3)补偿导线与热电偶自由端之间的连接应方便可靠;

(4)保护套应确保热电极与危险介质充分分离。热电偶温度计的特点是:

(1)测量精度高。由于热电偶与待测物体直接接触,因此不受中间介质的影响。

(2)测量范围宽。常用的热电偶可在-50至1600°C的温度范围内连续测量。一些特殊的热电偶可以测量-269°C(例如金 - 铁镍 - 铬)和高达2800°C(例如钨 - 铋)。

(3)结构简单,使用方便。热电偶通常由两根不同的电线组成,不受尺寸和开口的限制。它们有保护套,使用非常方便。热电偶是温度传感元件,其将温度信号转换为热电势信号,当与电测量仪器组合时,测量测量的温度。

2,选用热电欧式温度计

常用的热电偶可分为两类:标准热电偶和非标热电偶。标准热电偶是指热电偶,其国家标准规定了其热电势和温度之间的关系,允许误差和统一的标准指数表。它有一个与之兼容的显示仪器。非标准化热电偶在使用或数量级方面不如标准化热电偶好。一般来说,没有统一的索引表,主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶按照IEC国际标准生产。热电偶索引号主要有S,R,B,N,K,E,J,T等。其中,S,R和B属于贵金属热电偶,N,K,E,J和T属于廉价的金属热电偶。

S分度数的特征在于强抗氧化性,应在氧化和惰性气氛中连续使用。长期使用温度为1400°C,短期为1600°C。在所有热电偶中,S指数具有最高精度,通常用作标准热电偶;与S指数相比,R指数比热电动势大约15%,其他性能几乎相同;

B指数在室温下具有非常小的热电动势,因此通常不需要在测量期间补偿导线。其长期使用温度为1600°C,短期1800°C。可用于氧化或中性气氛或短时真空条件下。

N指数的特点是1300℃时的高温抗氧化性,热电动势的长期稳定性和短期热循环的再现性,以及良好的核辐射抗性和耐低温性,可部分取代S指数。热电偶

K指数的特征在于强抗氧化性,应在氧化和惰性气氛中连续使用。长期使用温度为1000°C,短期使用温度为1200°C。最常用于所有热电偶;

E级分数的特征在于,在普通热电偶中,热电动势是最大的,即灵敏度最高。应在0??-800℃的氧化和惰性气氛中连续使用;

J指数的特点是可用于氧化气氛(最高750°C)和还原气氛(最高950°C)。它耐H2和CO气体腐蚀,用于精炼和化学品。

T指数的特点是所有无金属热电偶的精度最高,通常用于测量低于300°C的温度。

由于热电偶材料一般较贵(特别是使用贵金属时),且温度测量点远离仪表,为了节省热电偶材料并降低成本,补偿线通常用于冷却冷端。热电偶(自由端)延伸到相对稳定的温度控制室并连接到仪表端子。必须指出热电偶补偿导线的功能只是延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表终端本身不能消除冷端温度变化对温度测量的影响,也不补偿。因此,需要其他校正方法来补偿冷端温度的影响温度测量时t0≠0°C。

使用热电偶补偿导线时,必须注意模型匹配,极性不能正确连接,补偿导线与热电偶连接端子之间的温度不能超过100°C。冷端温度补偿器的型号应与热电偶的型号匹配,并在规定的温度范围内使用;连接热电偶时冷端温度补偿器的极性不能正确连接;根据补偿器的平衡点温度调整仪器的起始点,指针指示在平衡温度;具有自动补偿机构的显示仪表不安装补偿器;必须定期检查和验证补偿器。热电偶温度计在工业生产中具有非常广泛的应用。热电偶的选择应首先根据测量温度的上限选择热电偶的热电极和保护套。根据待测物体的结构和安装特性,选择热电偶规格和尺寸。根据结构形式,热电偶可分为一般工业型,铠装型和特殊型。

摘录自:中国仪器网

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时间:2019-02-23 18:30:03 来源:天游平台 作者:匿名