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          熱電偶的應用領域

          作者:huining   添加時間:2020-09-01 10:11:42   瀏覽:

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          在工業生產過程中,溫度是需要測量和控制的重要參數之一。在溫度測量中,熱電偶的應用極為廣泛,它具有結構簡單、制造方便、測量范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號便于遠傳等許多優點。另外,由于熱電偶是一種無源傳感器,測量時不需外加電源,使用十分方便,所以常被用作測量爐子、管道內的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。

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          裝配熱電偶主要由接線盒、保護管、絕緣套管、接線端子、熱電極(由兩種不同成分的金屬或合金組成的)組成基本結構,并配以各種安裝固定裝置。鎧裝熱電偶主要由接線盒、接線端子和鎧裝偶元件組成基本結構,并配以各種安裝固定裝置。鎧裝偶元件由導體、高溫絕緣氧化鎂、外套1Cr18Ni9Ti不銹鋼保護管,經多次一體拉制而成。

          工作原理是兩種不同成分的導體一端經焊接,另一端接上顯示儀表,焊接端叫工作端(又叫測量端),另一端叫冷端(又叫參比端),當工作端和參比端存在溫差時,就會在回路中產生電流,儀表上就會指示出熱電偶所產生的熱電動勢所對應溫度值。(熱電偶的熱電動勢將隨著測量端溫度升高而增大,熱電動勢的大小僅與熱電偶導體材質以及兩端溫差有關,與熱電偶的長度和直徑無關。)

          隔爆原理和結構:隔爆式熱電偶和裝配式熱電偶的結構,工作原理基本相同,所區別的是,隔爆型產品接線盒(外殼)在設計上采取了隔爆結構,故當即其外殼內部的爆炸性混合物氣體發生爆炸時,外殼不會破壞,而且由此產生的熱能不能順利地向外進行擴散--傳爆,而只能沿著外殼上具有足夠連接長度的微小縫隙,緩慢地傳至殼體外部,這時,傳到殼外氣體的瞬間溫度已不致于能點燃外界的爆炸性氣體,即不會導致爆炸。

          鎧裝熱電偶特點:

          1、具有能彎曲、耐高壓、熱響應時間短和堅固耐用

          2、由于它體積小、反應速度快,適用性強等優點,可以安裝到狹小的或結構復雜的空間

          3、由于偶絲密封狀態好,不容易受介質侵蝕,因而提高了其測溫的準確性可靠性,延長了使用壽命。

          鎧裝熱電偶分類:

          1、露端式

          特點:a、反應速度快

          b、適合于測量發動機的排氣溫度等

          c、與其它測量結構相比機械強度差。

          2、接殼式

          特點:a、反應速度快

          b、耐壓可達3500KG/cm2(350MPa)

          c、不適應用于有電磁干擾場合。

          3、絕緣式

          特點:a、反應速度較接殼式慢,對于無特殊要求快速反應的場合,一般都大量采用

          b、使用壽命長

          C、防電磁干擾。

          4、分離絕緣式

          特點:可避免雙支之間信號干擾,其它特點同絕緣式。

          八大熱電偶

          熱電偶分度號

          熱電極材料


          正極

          負極

          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

          銅鎳

          N

          鎳鉻硅

          鎳硅

          E

          鎳鉻

          銅鎳

           在生產中由于被測對象不同,環境條件不同,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確性、安全性、維修方便三個方面來考慮。

           為避免測溫元件損壞,應保證其有足夠的機械強度,為保護感溫元件不受磨損應加保護屏或保護管等,為確保安全、可靠,測溫元件的安裝方法應視具體情況(如待測介質的溫度、壓力、測溫元件的長度及其安裝位置、形式等)而定。下面僅舉幾例以引起注意:

           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,為防止保護管在高溫下產生變形,一般應垂直安裝,若必須水平安裝則不宜過長,并用支架保護熱電偶。若測溫元件安裝于介質流速較大的管道中,則其應傾斜安裝。為防止測溫元件受到過大的沖蝕,最好安裝在管道的彎曲處。當介質壓力超過10MPa時,必須在測量元件上加保護外套。熱電偶/熱電阻的安裝部位還應考慮其拆裝、維修、校驗的足夠空間和場地,具有較長保護管的熱電偶、熱電阻應能方便地拆裝。

          常見故障分析及處理:

          故障現象

          可能原因

          處理方法

          熱電勢比實際值?。@示儀表指示值偏低)

          熱電極短路

          如潮濕所致,則進行干燥;如絕緣子損壞,則更換絕緣子

          熱電偶的接線柱處積灰,造成短路

          清掃積灰

          補償導線線間短路

          找出短路點,加強絕緣或更換補償導線

          熱電偶熱電極變質

          在長度允許的發問下,剪去變質段重新焊接,或更換新熱電偶

          補償導線與熱電偶極性接反

          重新接正確

          補償導線與熱電偶不配套

          更換相配套的補償導線

          熱電偶安裝位置不錄或插入深度不符合要求

          重新按規定安裝

          熱電偶冷端溫度補償不符合要求

          調整冷端補償器

          熱電偶與顯示儀表不配套

          更換熱電偶或顯示儀表使之相配套

          熱電勢比實際值大(顯示儀表指示值偏高)

          顯示儀表與熱電偶不配套

          更換熱電偶使之相配套

          熱電偶與補償導線不配套

          更換補償導線使之相配套

          有直流干擾信號進入

          排除直流干擾

          熱電勢輸出不穩定

          熱電偶接線柱與熱電極接觸不良

          將接線柱螺絲擰緊

          熱電偶測量線路絕緣破損,引起斷續短路或接地

          找出故障點,修復絕緣

          熱電偶安裝不牢或外部震動

          緊固熱電偶,消除震動或采取減震措施

          熱電極將斷未斷

          修復或更換熱電偶

          外界干擾(交流漏電,電磁場感應等)

          查出干擾源,采用屏蔽措施

          熱電偶熱電勢誤差大

          熱電極變質

          更換熱電極

          熱電偶安裝位置不當

          改變安裝位置

          保護管表面積灰

          清除積灰

           


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