更新時(shí)間:2019-10-18
N型熱電偶是由兩種不同成分的導(dǎo)體兩端經(jīng)焊接、形成回路,直接測溫端叫測量端,接線端子端叫參比端。當(dāng)測量端和參比端存在溫差時(shí),就會在回路中產(chǎn)生熱電流,接上顯示儀表,儀表上就指示出熱電偶,產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢的對應(yīng)溫度值。熱電偶的熱電動(dòng)勢將隨著測量端溫度升高而增長,熱電動(dòng)勢的大小只和熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān),和熱電極的長度、直徑無關(guān)。
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一、介紹
N型熱電偶(鎳鉻硅-鎳硅熱電偶)為廉金屬熱電偶,是一種標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶。N型電偶具有線性度好,熱電動(dòng)勢較大,靈敏度較高,穩(wěn)定性和均勻性較好,抗氧化性能強(qiáng),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型電偶使用溫度為-200~1300℃。
二、熱電偶工作原理
兩種不同成分的導(dǎo)體兩端經(jīng)焊接、形成回路,直接測溫端叫測量端,接線端子端叫參比端。當(dāng)測量端和參比端存在溫差時(shí),就會在回路中產(chǎn)生熱電流,接上顯示儀表,儀表上就指示出熱電偶,產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢的對應(yīng)溫度值。熱電偶的熱電動(dòng)勢將隨著測量端溫度升高而增長,熱電動(dòng)勢的大小只和熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān),和熱電極的長度、直徑無關(guān)。
三、溫度測量范圍和允許誤差
型號 | 分度號 | 允許誤差與偶材等級 | |||
I級 | II級 | ||||
允差值 | 測溫范圍℃ | 允差值 | 測溫范圍℃ | ||
WRN | K | ±1.5℃ | -40~+375 | ±2.5℃ | -40~+333 |
±0.004│t│ | 375~1000 | ±0.0075│t│ | 333~1200 | ||
WRM | N | ±1.5℃ | -40~+375 | ±2.5℃ | -40~+333 |
±0.004│t│ | 375~1000 | ±0.0075│t│ | 333~1200 | ||
WRE | E | ±1.5℃ | -40~+375 | ±1.5℃ | -40~+333 |
±0.004│t│ | 375~800 | ±0.004│t│ | 333~900 | ||
WRF | J | ±1.5℃ | -40~+375 | ±1.5℃ | -40~+333 |
±0.004│t│ | 375~750 | ±0.004│t│ | 333~750 | ||
WRC | T | ±1.5℃ | -40-~+125 | ±1℃ | -40~+333 |
±0.004│t│ | 125~350 | ±0.0075│t│ | 133~350 | ||
WRP | S | ±1℃ | 0~+1100 | ±2.5℃ | 0~600 |
±[1+0.003(t-1100)] | 1100~1600 | ±0.0025│t│ | 600~1600 |
四、N型熱電偶選型表
W | 溫度儀表 | ||||||||
| R | 熱電偶 | |||||||
| 感溫元件材料 | 分度號 | |||||||
M鎳鉻硅-鎳硅 | N | ||||||||
N鎳鉻-鎳硅 | K | ||||||||
E鎳鉻-銅鎳 | E | ||||||||
F鐵-銅鎳 | J | ||||||||
C銅-銅鎳 | T | ||||||||
P鉑銠10-鉑 | S | ||||||||
Q 鉑銠13-鉑 | R | ||||||||
R 鉑銠30-鉑6 | B | ||||||||
| K | 鎧裝式 | |||||||
| 偶絲對數(shù) | ||||||||
無 | 單支 | ||||||||
2 | 雙支 | ||||||||
| 安裝固定形式 | ||||||||
1 | 無固定裝置 | ||||||||
2 | 固定卡套螺紋 | ||||||||
3 | 活動(dòng)卡套螺紋 | ||||||||
4 | 固定卡套法蘭 | ||||||||
5 | 活動(dòng)卡套法蘭 | ||||||||
6 | 防震阻漏卡套螺紋 | ||||||||
| 接線裝置形式 | ||||||||
0 | 接線座式 | ||||||||
2 | 防噴式 | ||||||||
3 | 防水式 | ||||||||
4 | 防爆式 | ||||||||
6 | 圓接插式 | ||||||||
7 | 扁接插式 | ||||||||
8 | 手柄式 | ||||||||
9 | 補(bǔ)償導(dǎo)線式 | ||||||||
| 工作端形式 | ||||||||
1 | 絕緣式 | ||||||||
2 | 接殼式 | ||||||||
| 附加裝置形式 | ||||||||
M | 導(dǎo)熱塊式 | ||||||||
G | 包箍式 | ||||||||
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W | R | N | K | 2 | 1 | 3 | 1 |
| 舉例 |
WRMK-101、WRMK-102、WRMK-121、WRMK-122、WRMK-131、WRMK-132、WRMK-141、WRMK-142、WRMK-161、WRMK-162、WRMK-171、WRMK-172、WRMK-181、WRMK-182、WRMK-191、WRMK-192
WRMK-201、WRMK-202、WRMK-221、WRMK-222、WRMK-231、WRMK-232、WRMK-241、WRMK-242、WRMK-261、WRMK-262、WRMK-271、WRMK-272、WRMK-281、WRMK-282、WRMK-291、WRMK-292
WRMK-301、WRMK-302、WRMK-321、WRMK-322、WRMK-331、WRMK-332、WRMK-341、WRMK-342、WRMK-361、WRMK-362、WRMK-371、WRMK-372、WRMK-381、WRMK-382、WRMK-391、WRMK-392
WRMK-401、WRMK-402、WRMK-421、WRMK-422、WRMK-431、WRMK-432、WRMK-441、WRMK-442、WRMK-461、WRMK-462、WRMK-471、WRMK-472、WRMK-481、WRMK-482、WRMK-491、WRMK-492
WRMK-501、WRMK-502、WRMK-521、WRMK-522、WRMK-531、WRMK-532、WRMK-541、WRMK-542、WRMK-561、WRMK-562、WRMK-571、WRMK-572、WRMK-581、WRMK-582、WRMK-591、WRMK-592
WRMK2-101、WRMK2-102、WRMK2-121、WRMK2-122、WRMK2-131、WRMK2-132、WRMK2-141、WRMK2-142、WRMK2-161、WRMK2-162、WRMK2-171、WRMK2-172、WRMK2-181、WRMK2-182、WRMK2-191、WRMK2-192
WRMK2-201、WRMK2-202、WRMK2-221、WRMK2-222、WRMK2-231、WRMK2-232、WRMK2-241、WRMK2-242、WRMK2-261、WRMK2-262、WRMK2-271、WRMK2-272、WRMK2-281、WRMK2-282、WRMK2-291、WRMK2-292
WRMK2-301、WRMK2-302、WRMK2-321、WRMK2-322、WRMK2-331、WRMK2-332、WRMK2-341、WRMK2-342、WRMK2-361、WRMK2-362、WRMK2-371、WRMK2-372、WRMK2-381、WRMK2-382、WRMK2-391、WRMK2-392
WRMK2-401、WRMK2-402、WRMK2-421、WRMK2-422、WRMK2-431、WRMK2-432、WRMK2-441、WRMK2-442、WRMK2-461、WRMK2-462、WRMK2-471、WRMK2-472、WRMK2-481、WRMK2-482、WRMK2-491、WRMK2-492
WRMK2-501、WRMK2-502、WRMK2-521、WRMK2-522、WRMK2-531、WRMK2-532、WRMK2-541、WRMK2-542、WRMK2-561、WRMK2-562、WRMK2-571、WRMK2-572、WRMK2-581、WRMK2-582、WRMK2-591、WRMK2-592
裝配式熱電偶選型表
W | 溫度儀表 | |||||||
| R | 熱電偶 | ||||||
| 感溫元件材料 | 分度號 | ||||||
M鎳鉻硅-鎳硅 | N | |||||||
N鎳鉻-鎳硅 | K | |||||||
E鎳鉻-銅鎳 | E | |||||||
F鐵-銅鎳 | J | |||||||
C銅-銅鎳 | T | |||||||
P鉑銠10-鉑 | S | |||||||
Q 鉑銠13-鉑 | R | |||||||
R 鉑銠30-鉑6 | B | |||||||
| 偶絲對數(shù) | |||||||
無 | 單支 | |||||||
2 | 雙支 | |||||||
| 安裝固定形式 | |||||||
1 | 無固定裝置 | |||||||
2 | 固定螺紋 | |||||||
3 | 活動(dòng)法蘭 | |||||||
4 | 固定法蘭 | |||||||
5 | 活絡(luò)管接頭式 | |||||||
6 | 錐形固定螺紋式 | |||||||
| 接線盒形式 | |||||||
0 | 無接線盒 | |||||||
2 | 防噴式 | |||||||
3 | 防水式 | |||||||
4 | 防爆式 | |||||||
| 保護(hù)管直徑 | |||||||
0或者1 | Φ10、Φ12、Φ14、Φ16、Φ18、Φ20、Φ22、Φ25等等 | |||||||
| 工作端形式 | |||||||
G | 變截面 | |||||||
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W | R | N | 2 | 1 | 3 | 0 | G | 舉例 |
WRM-101、WRM-102、WRM-121、WRM-122、WRM-131、WRM-132、WRM-141、WRM-142、
WRM-201、WRM-202、WRM-221、WRM-222、WRM-231、WRM-232、WRM-241、WRM-242、WRM-301、WRM-302、WRM-321、WRM-322、WRM-331、WRM-332、WRM-341、WRM-342、WRM-401、WRM-402、WRM-421、WRM-422、WRM-431、WRM-432、WRM-441、WRM-442、WRM-501、WRM-502、WRM-521、WRM-522、WRM-531、WRM-532、WRM-541、WRM-542、
WRM-601、WRM-602、WRM-621、WRM-622、WRM-631、WRM-632、WRM-641、WRM-642、
WRM2-101、WRM2-102、WRM2-121、WRM2-122、WRM2-131、WRM2-132、WRM2-141、WRM2-142、WRM2-201、WRM2-202、WRM2-221、WRM2-222、WRM2-231、WRM2-232、WRM2-241、WRM2-242、WRM2-301、WRM2-302、WRM2-321、WRM2-322、WRM2-331、WRM2-332、WRM2-341、WRM2-342、WRM2-401、WRM2-402、WRM2-421、WRM2-422、WRM2-431、WRM2-432、WRM2-441、WRM2-442、WRM2-501、WRM2-502、WRM2-521、WRM2-522、WRM2-531、WRM2-532、WRM2-541、WRM2-542、WRM2-601、WRM2-602、WRM2-621、WRM2-622、WRM2-631、WRM2-632、WRM2-641、WRM2-642、
熱電偶冷端補(bǔ)償計(jì)算方法:
從毫伏到溫度:測量冷端溫度,換算為對應(yīng)毫伏值,與熱電偶的毫伏值相加,換算出溫度;
從溫度到毫伏:測量出實(shí)際溫度與冷端溫度,分別換算為毫伏值,相減後得出毫伏值,即得溫度。
在生產(chǎn)中由于被測對象不同,環(huán)境條件不同,測量要求不同,和熱電阻的安裝方法及采取的措施也不同,需要考慮的問題比較多,但原則上可以從測溫的準(zhǔn)確性、安全性、維修方便三個(gè)方面來考慮。
為避免測溫元件損壞,應(yīng)保證其有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,為保護(hù)感溫元件不受磨損應(yīng)加保護(hù)屏或保護(hù)管等,為確保安全、可靠,測溫元件的安裝方法應(yīng)視具體情況(如待測介質(zhì)的溫度、壓力、測溫元件的長度及其安裝位置、形式等)而定。
凡安裝承受壓力的測溫元件,都必須保證其密封性。高溫下工作的熱電偶,為防止保護(hù)管在高溫下產(chǎn)生變形,一般應(yīng)垂直安裝,若必須水平安裝則不宜過長,并用支架保護(hù)熱電偶。若測溫元件安裝于介質(zhì)流速較大的管道中,則其應(yīng)傾斜安裝。
為防止測溫元件受到過大的沖蝕,安裝在管道的彎曲處。當(dāng)介質(zhì)壓力超過10MPa時(shí),必須在測量元件上加保護(hù)外套。熱電偶/熱電阻的安裝部位還應(yīng)考慮其拆裝、維修、校驗(yàn)的足夠空間和場地,具有較長保護(hù)管的熱電偶、熱電阻應(yīng)能方便地拆裝。
2、熱響應(yīng)時(shí)間:
在溫度出現(xiàn)階躍變化時(shí),熱電偶的輸出變化至相當(dāng)于該變化的50%,所需要的時(shí)間稱為熱響應(yīng)時(shí)間,用t0.5表示
3、熱電偶公稱壓力
一般是指在室溫情況下保護(hù)管所能承受的靜態(tài)外壓而不破裂。實(shí)際上,容許工作壓力不僅與保護(hù)管材料、直徑壁厚有關(guān),還與其結(jié)構(gòu)形式,安裝方法、置入深度以及被測介質(zhì)的流速和種類等有關(guān)。
4、熱電偶zui小置入深度
應(yīng)不小于其保護(hù)管外徑的8~10倍(特殊產(chǎn)品例外)。
5、熱電偶絕緣電阻(常溫)
常溫絕緣電阻的試驗(yàn)電壓為直流500v±50v,測量常溫絕緣電阻的大氣條件為溫度15~35℃,相對濕度45%,大氣壓力86~106kpa。 a.對于長度超過1米的熱電偶它的常溫絕緣電阻值與其長度的乘積應(yīng)不小于100mΩ。m。
即≥100 mΩ。m l>1m 式中:rr-熱電偶的長度,m b.對于長度等于或不足1米的熱電偶,它的常溫絕緣電阻值應(yīng)不小于100 mΩ
K型熱電偶作為一種溫度傳感器,K型熱電偶通常和顯示儀表,記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。K型熱電偶可以直接測量各種生產(chǎn)中從0℃到1300℃范圍的液體蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。
K型熱電偶是目前用量zui大的廉金屬熱電偶,其用量為其他熱電偶的總和。K型熱電偶絲直徑一般為1.2mm~4.0mm。
正極(KP)的名義化學(xué)成分為:Ni:Cr=90:10,負(fù)極(KN)的名義化學(xué)成分為:Ni:Si=97:3,其使用溫度為-200℃~1300℃。
K型熱電偶具有線性度好,熱電動(dòng)勢較大,靈敏度高,穩(wěn)定性和均勻性較好,抗氧化性能強(qiáng),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。
檢出(測溫)元件熱電偶是工業(yè)上zui常用的溫度檢測元件之一。必須配二次儀表,其優(yōu)點(diǎn)是:
①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。
②測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測量,某些特殊熱電偶zui低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),zui高可達(dá)+2800℃(如鎢-錸)。
③構(gòu)造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護(hù)套管,用起來非常方便。
根據(jù)溫度測量范圍及精度,選用相應(yīng)分度號的熱電偶
使用溫度在1300~1800℃,要求精度又比較高時(shí),一般選用B型熱電偶;
要求精度不高,氣氛又允許可用鎢錸熱電偶,高于1800℃一般選用鎢錸熱電偶;
使用溫度在1000~1300℃要求精度又比較高可用S型熱電偶和N型熱電偶。
在1000℃以下一般用K型熱電偶和N型熱電偶,低于400℃一般用E型熱電偶;
250℃下以及負(fù)溫測量一般用T型電偶,在低溫時(shí)T型熱電偶穩(wěn)定而且精度高。
在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí),只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同,熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測溫時(shí),可接入測量儀表,測得熱電動(dòng)勢后,即可知道被測介質(zhì)的溫度。
熱電偶測量溫度時(shí)要求其冷端(測量端為熱端,通過引線與測量電路連接的端稱為冷端)的溫度保持不變,其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測量時(shí),冷端的(環(huán)境)溫度變化,將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性。
在冷端采取一定措施補(bǔ)償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補(bǔ)償正常。與測量儀表連接用補(bǔ)償導(dǎo)線。
熱電偶的技術(shù)優(yōu)勢:熱電偶測溫范圍寬,性能比擬穩(wěn)定;丈量精度高,熱電偶與被測對象直接接觸,不受中間介質(zhì)的影響;熱響應(yīng)時(shí)間快,熱電偶對溫度變化反響靈活;丈量范圍大,熱電偶從-40~+ 1600℃ 均可連續(xù)測溫;熱電偶性能牢靠, 機(jī)械強(qiáng)度好。運(yùn)用壽命長,裝置便當(dāng)。
電偶必需是由兩種性質(zhì)不同但契合一定要求的導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)材料構(gòu)成回路。熱電偶丈量端和參考端之間必需有溫差。
將兩種不同資料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來,構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí),兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢,因此在回路中構(gòu)成一個(gè)大小的電流,這 種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是應(yīng)用這一效應(yīng)來工作的。
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