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工作原理:鎧裝熱電偶的電極是由倆根不同導體材質(zhì)組成。當測量端與參考端存在溫差時(shí),就會(huì )參生熱電勢,工作儀表便顯示出熱電勢所對應的溫度值。
熱電偶分類(lèi):
常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類(lèi):
所調用標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統一的標準分度表的熱電偶,它有與其配套的顯示儀表可供選用。
非標準化熱電偶在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶,一般也沒(méi)有統一的分度表,主要用于某些特殊場(chǎng)合的測量。
標準化熱電偶我國從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn),并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統一設計型熱電偶。 熱電偶的分度號有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等幾種。其中S、R、B屬于貴金屬熱電偶,N、K、E、J、T屬于廉金屬熱電偶。
以下是對熱電偶分度號的解釋?zhuān)?br style="color: rgb(124, 124, 124); font-family: 微軟雅黑, Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 14px; line-height: 28px; white-space: normal;"/>S 鉑銠10 純鉑 R 鉑銠13 純鉑 B 鉑銠30 鉑銠6 K 鎳鉻 鎳硅 T 純銅 銅鎳 J 鐵 銅鎳 N 鎳鉻硅 鎳硅 E 鎳鉻 銅鎳 (S型熱電偶)鉑銠10-鉑熱電偶 鉑銠10-鉑熱電偶
(S型熱電偶)為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規定為0.5mm,允許偏差-0.015mm,其正極(SP)的名義化學(xué)成分為鉑銠合金,其中含銠為10%,含鉑為90%,負極(SN)為純鉑,故俗稱(chēng)單鉑銠熱電偶。該熱電偶長(cháng)期***高使用溫度為1300℃,短期***高使用溫度為1600℃。 S型熱電偶在熱電偶系列中具有準確度***高,穩定性***好,測溫溫區寬,使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。它的物理,化學(xué)性能良好,熱電勢穩定性及在高溫下抗氧化性能好,適用于氧化性和惰性氣氛中。由于S型熱電偶具有優(yōu)良的綜合性能,符合國際使用溫標的S型熱電偶,長(cháng)期以來(lái)曾作為國際溫標的內插儀器,“ITS-90”雖規定今后不再作為國際溫標的內查儀器,但國際溫度咨詢(xún)委員會(huì )(CCT)認為S型熱電偶仍可用于近似實(shí)現國際溫標。 S型熱電偶不足之處是熱電勢,熱電勢率較小,靈敏讀低,高溫下機械強度下降,對污染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。
(R型熱電偶)鉑銠13-鉑熱電偶 鉑銠13-鉑熱電偶(R型熱電偶)為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規定為0.5mm,允許偏差-0.015mm,其正極(RP)的名義化學(xué)成分為鉑銠合金,其中含銠為13%,含鉑為87%,負極(RN)為純鉑,長(cháng)期***高使用溫度為1300℃,短期***高使用溫度為1600℃。 R型熱電偶在熱電偶系列中具有準確度***高,穩定性***好,測溫溫區寬,使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。其物理,化學(xué)性能良好,熱電勢穩定性及在高溫下抗氧化性能好,適用于氧化性和惰性氣氛中。由于R型熱電偶的綜合性能與S型熱電偶相當,在我國一直難于推廣,除在進(jìn)口設備上的測溫有所應用外,國內測溫很少采用。1967年至1971年間,英國NPL,美國NBS和加拿大NRC三大研究機構進(jìn)行了一項合作研究,其結果表明,R型熱電偶的穩定性和復現性比S型熱電偶均好,我國目前尚未開(kāi)展這方面的研究。 R型熱電偶不足之處是熱電勢,熱電勢率較小,靈敏讀低,高溫下機械強度下降,對污染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。
(B型熱電偶)鉑銠30-鉑銠6熱電偶 鉑銠30-鉑銠6熱電偶(B型熱電偶)為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規定為0.5mm,允許偏差-0.015mm,其正極(BP)的名義化學(xué)成分為鉑銠合金,其中含銠為30%,含鉑為70%,負極(BN)為鉑銠合金,含銠為量6%,故俗稱(chēng)雙鉑銠熱電偶。該熱電偶長(cháng)期***高使用溫度為1600℃,短期***高使用溫度為1800℃。 B型熱電偶在熱電偶系列中具有準確度***高,穩定性***好,測溫溫區寬,使用壽命長(cháng),測溫上限高等優(yōu)點(diǎn)。適用于氧化性和惰性氣氛中,也可短期用于真空中,但不適用于還原性氣氛或含有金屬或非金屬蒸氣氣氛中。B型熱電偶一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)是不需用補償導線(xiàn)進(jìn)行補償,因為在0~50℃范圍內熱電勢小于3μV。 B型熱電偶不足之處是熱電勢,熱電勢率較小,靈敏讀低,高溫下機械強度下降,對污染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。
(K型熱電偶)鎳鉻-鎳硅熱電偶 鎳鉻-鎳硅熱電偶(K型熱電偶)是目前用量***大的廉金屬熱電偶,其用量為其他熱電偶的總和。正極(KP)的名義化學(xué)成分為:Ni:Cr=90:10,負極(KN)的名義化學(xué)成分為:Ni:Si=97:3,其使用溫度為-200~1300℃。 K型熱電偶具有線(xiàn)性度好,熱電動(dòng)勢較大,靈敏度高,穩定性和均勻性較好,抗氧化性能強,價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),能用于氧化性惰性氣氛中。廣泛為用戶(hù)所采用。 K型熱電偶不能直接在高溫下用于硫,還原性或還原,氧化交替的氣氛中和真空中,也不推薦用于弱氧化氣氛中。
(N型熱電偶)鎳鉻硅-鎳硅熱電偶 鎳鉻硅-鎳硅熱電偶(N型熱電偶)為廉金屬熱電偶,是一種***新國際標準化的熱電偶,是在70年代初由澳大利亞國防部實(shí)驗室研制成功的它克服了K型熱電偶的兩個(gè)重要缺點(diǎn):K型熱電偶在300~500℃間由于鎳鉻合金的晶格短程有序而引起的熱電動(dòng)勢不穩定;在800℃左右由于鎳鉻合金發(fā)生擇優(yōu)氧化引起的熱電動(dòng)勢不穩定。正極(NP)的名義化學(xué)成分為:Ni:Cr:Si=84.4:14.2:1.4,負極(NN)的名義化學(xué)成分為:Ni:Si:Mg=95.5:4.4:0.1,其使用溫度為-200~1300℃。 N型熱電偶具有線(xiàn)性度好,熱電動(dòng)勢較大,靈敏度較高,穩定性和均勻性較好,抗氧化性能強,價(jià)格便宜,不受短程有序化影響等優(yōu)點(diǎn),其綜合性能優(yōu)于K型熱電偶,是一種很有發(fā)展前途的熱電偶. N型熱電偶不能直接在高溫下用于硫,還原性或還原,氧化交替的氣氛中和真空中,也不推薦用于弱氧化氣氛中。
(E型熱電偶)鎳鉻-銅鎳熱電偶 鎳鉻-銅鎳熱電偶(E型熱電偶)又稱(chēng)鎳鉻-康銅熱電偶,也是一種廉金屬的熱電偶,正極(EP)為:鎳鉻10合金,化學(xué)成分與KP相同,負極(EN)為銅鎳合金,名義化學(xué)成分為:55%的銅,45%的鎳以及少量的錳,鈷,鐵等元素。該熱電偶的使用溫度為-200~900℃。 E型熱電偶熱電動(dòng)勢之大,靈敏度之高屬所有熱電偶之***,宜制成熱電堆,測量微小的溫度變化。對于高濕度氣氛的腐蝕不甚靈敏,宜用于濕度較高的環(huán)境。E熱電偶還具有穩定性好,抗氧化性能優(yōu)于銅-康銅,鐵-康銅熱電偶,價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),能用于氧化性和惰性氣氛中,廣泛為用戶(hù)采用。 E型熱電偶不能直接在高溫下用于硫,還原性氣氛中,熱電勢均勻性較差。
(J型熱電偶)鐵-銅鎳熱電偶 鐵-銅鎳熱電偶(J型熱電偶)又稱(chēng)鐵-康銅熱電偶,也是一種價(jià)格低廉的廉金屬的熱電偶。它的正極(JP)的名義化學(xué)成分為純鐵,負極(JN)為銅鎳合金,常被含糊地稱(chēng)之為康銅,其名義化學(xué)成分為:55%的銅和45%的鎳以及少量卻十分重要的錳,鈷,鐵等元素,盡管它叫康銅,但不同于鎳鉻-康銅和銅-康銅的康銅,故不能用EN和TN來(lái)替換。鐵-康銅熱電偶的覆蓋測量溫區為-200~1200℃,但通常使用的溫度范圍為0~750℃ 。J型熱電偶具有線(xiàn)性度好,熱電動(dòng)勢較大,靈敏度較高,穩定性和均勻性較好,價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),廣為用戶(hù)所采用。 J型熱電偶可用于真空,氧化,還原和惰性氣氛中,但正極鐵在高溫下氧化較快,故使用溫度受到限制,也不能直接無(wú)保護地在高溫下用于硫化氣氛中。
(T型熱電偶)銅-銅鎳熱電偶 銅-銅鎳熱電偶(T型熱電偶)又稱(chēng)銅-康銅熱電偶,也是一種***佳的測量低溫的廉金屬的熱電偶。它的正極(TP)是純銅,負極(TN)為銅鎳合金,常之為康銅,它與鎳鉻-康銅的康銅EN通用,與鐵-康銅的康銅JN不能通用,盡管它們都叫康銅,銅-銅鎳熱電偶的蓋測量溫區為-200~350℃。 T型熱電偶具有線(xiàn)性度好,熱電動(dòng)勢較大,靈敏度較高,穩定性和均勻性較好,價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),特別在-200~0℃溫區內使用,穩定性更好,年穩定性可小于±3μV,經(jīng)低溫檢定可作為二等標準進(jìn)行低溫量值傳遞。 T型熱電偶的正極銅在高溫下抗氧化性能差,故使用溫度上限受到限制。