热电偶概述
热电偶是一种感温元件,是一次仪表。它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系, 制成分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的具有不同的分度表。
在回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在测温时,可接入测量仪表, 测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。
工作原理
两种不同成份的导体(称为丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出所产生的热电势。
实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对于的热电势,应注意如下几个问题:
1:的热电势是工作端的两端温度函数的差,而不是冷端与工作端,两端温度差的函数;
2 :所产生的热电势的大小,当的材料是均匀时,与的长度和直径无关,只与材料的成份和两端的温差有关;
3:当的两个丝材料成份确定后,热电势的大小,只与的温度差有关;若冷端的温度保持一定,这进的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。就是利用这一效应来工作的
特点
◆装配简单,更换方便
◆压簧式感温元件,抗震性能好
◆测量范围大
◆ 机械强度高,耐压性能好
◆ 耐高温可达2400度
选型
的安装要求
对与热电阻的安装,应注意有利于测温准确,安全可考及维修方便,而且不影响设备运行和生产操作.要满足以上要求,在选择对和热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下几点:
1、为了使和热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换,应合理选择测点位置,尽量避免在阀门,弯头及管道和设备的死角附近装设或热电阻.
2、带有保护套管的和热电阻有传热和散热损失,为了减少测量误差,和热电阻应该有足够的插入深度:
(1)对于测量管道ZX流体温度的,一般都应将其测量端插入到管道ZX处(垂直安装或倾斜安装).如被测流体的管道直径是200毫米,那或热电阻插入深度应选择100毫米;
(2)对于高温高压和高速流体的温度测量(如主蒸汽温度),为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂,可采取保护管浅插方式或采用热套式.浅插式的保护套管,其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm;热套式的标准插入深度为100mm;
(3)假如需要测量是烟道内烟气的温度,尽管烟道直径为4m,或热电阻插入深度1 m即可.
(4)当测量原件插入深度超过1m时,应尽可能垂直安装,或加装支撑架和保护套管.