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常見熱電偶大集合

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2019/4/30     浏覽次數:    

溫度是工業自動化中的一個重要參數,溫度儀表一般分接觸式測量儀表與非接觸式測量儀表,現代接觸式溫度儀表又以熱電阻和熱電偶爲主,熱電阻和熱電偶分類方法很多,不過一般以材質進行分類,今天我們就來看一下常見熱電偶種類。

熱電偶

如下图所示,熱電偶是两种不同的金属材料或半导体材料连接成的传感器件。因此所有熱電偶都是由两种材料组成的。



标准熱電偶

熱電偶的材料分两种,一种是指已大量生产和使用,工艺稳定,性能符合专业标准或国家标准,同时具有同一份度表的熱電偶材料,这种熱電偶被称为标准熱電偶;



其中,国际电工委员会对公认的性能较好的熱電偶材料制订了统一的标准,目前共有8种标准化熱電偶,分别为:

铂铑10-铂熱電偶:分度号为S,属于贵重金属熱電偶,正极为含铑10%含铂90%的铂铑合金,亮白较硬;负极为纯铂,亮白柔软。

短期工作溫度可達1600℃,長期工作溫度爲0~1300℃;

優點:測量精度高,物理化學穩定性好,耐熱性、耐氧化、耐腐濁性良好;

具有較優越的精確度,由于精度等級高,一般用于准確度要求較高的高溫測量;

再現性良好,可以作爲標准使用。

缺點:熱電動勢值小,從而使靈敏度較低;

在還元性氣體環境較脆弱;

補償導線误差大;

價格比較高昂,經濟成本較高。

鉑铑13-鉑熱電偶:分度号为R,属于贵重金属熱電偶,正极为含铑13%含铂87%的铂铑合金,亮白较硬;负极为纯铂,亮白柔软。

R分度号与S分度号相比除热电动势大15%左右, 其它性能二者几乎完全相同。

铂铑30-铂铑6熱電偶:分度号为B,属于贵重金属熱電偶,正极为含铑30%含铂70%的铂铑合金,亮白较硬;负极为为含铑6%含铂94%的铂铑合金,亮白稍软。

短期工作温度可达1800℃,长期测量温度范围0-1600℃, 自由端在0-50℃ 内可以不用補償導線。

优点: 是一种比较理想的测高温熱電偶,可以短时间测量1 800℃的高温;

在常温下热电动势非常小不需補償導線;

具有良好的耐氧化、耐腐濁性;

耐熱性與機械強度較R型優良。

缺点:中低温环境中,热电动势极小, 600℃以下测定温度非常不准确;

熱電動勢的直線性不好;

屬于貴金屬,價格高昂。


镍铬-镍硅熱電偶:分度号为K,正极为镍铬(镍90%铬10%),不亲磁;负极为镍硅(镍97%硅3%),稍亲磁(因此可以用磁铁进行判断)。

短期工作溫度可達1300℃,長期工作溫度爲0~1200℃。

优点:此种熱電偶的热热电动势的线性度好,误差一般在6~8℃;

900℃以下耐氧化性良好;

在金属熱電偶中,它是非贵重金属中性能最稳定的一种,价格便宜,应用很广。

缺點:不適用于還原性氣體環境,特別是一氧化碳、二氧化硫、硫化氫等氣體,在這種情況下,只能測量500℃以下溫度;

低溫環境下,非線性誤差較大。

镍铬硅-镍硅熱電偶:分度号为N,正极为镍铬硅(镍84%铬14%硅2%),不亲磁;负极为镍硅(镍95%硅5%),稍亲磁(因此可以用磁铁进行判断)。

短期工作溫度可達1300℃,長期工作溫度爲-200~1200℃。

優點:熱電動勢的線性良好;

1200℃以下耐氧化性良好;

耐熱溫度較K型高,

價格便宜。

缺點:不適用于還原性氣體環境;

热电动势与贵金属熱電偶相比较经时变化较大。



镍铬-康铜熱電偶:分度号为E,正极是镍铬(镍90%铬10%),暗绿;负极为康铜(铜55%镍45%),亮黄;

短期工作溫度可達800℃,長期工作溫度爲-200~760℃。

优点:它是热电势最大的一种熱電偶,测量准确度较高,现有熱電偶中感度最佳的,价格低廉。

缺點:極易氧化,不適用于還原性氣體環境。

铜-康铜熱電偶:分度号为T,正极是纯铜,红色;负极为康铜(铜55%镍45%),亮黄;

短期工作溫度可達400℃,長期工作溫度爲-200~350℃。

优点:低温下特性良好,灵敏度高,是在低温下应用得很普遍的熱電偶,稳定性好,再现性 良好,高精度,可使用于还元性气体环境,并且价格低廉。

缺點:使用溫度限度低;

正極易氧化;

熱傳導誤差大。

铁-康铜熱電偶:分度号为J,正极是纯铁,亲磁(可用磁铁判断);负极为康铜(铜55%镍45%),不亲磁;

短期工作溫度可達1200℃,長期工作溫度爲-200~750℃。

優點:可以在還元性氣體環境中使用;

热电动势较K熱電偶的热电动势大20%;

線性度好,價格比較便宜,適用于中溫區域。

缺點:正極易生鏽,不能勇于高溫或含硫的介質中使用,而且再現性不佳。

需要指出的是,由于S型、K型、B型熱電偶适合于在强的氧化性和弱的还原性气氛中使用,而J型和T型熱電偶则适合于弱氧化性和还原性气氛,若使用气密性比较好的保护管,对气氛的要求就不太严格。



非标准熱電偶

另一种熱電偶的生产工艺还不够成熟,在应用范围和数量上均不如标准化熱電偶,没有统一的分度表,也没有配套显示仪表。这些熱電偶多以满足某些特殊测量要求,比如超高温、极低温、高真空或核辐射环境。这类熱電偶被称为非标准熱電偶。

常见的非标准熱電偶主要有以下几种:

钨铼3-钨铼25/钨铼5-钨铼26熱電偶:这种熱電偶推荐测温范围为0~3000℃。

优点:在高温熱電偶中是最好的,低温时可塑性较好,稳定性较好。

缺點:複現性差,需要單獨分度。

適用:真空、還原或中性環境中。

钨-钨铼26熱電偶:这种熱電偶推荐测温范围为0~3000℃。

優點:測溫上限最高,電動勢率較大。

缺點:複現性差,需要單獨分度;

暴露在空氣中時,鎢易發脆。

適用:真空、還原或中性環境中。

铂铑20-铂铑5熱電偶:这种熱電偶推荐测温范围为500~1700℃。

優點:測溫上限比S型高,穩定性好,不需要冷端補償。

缺點:易受金屬蒸汽汙損,電動勢率小。

適用:真空、氧化或中性環境中。



铂铑40-铂铑20熱電偶:这种熱電偶推荐测温范围为1000~1850℃。

優點:測溫上限較高,穩定性和複現性好,可忽略冷端影響。

缺點:易受金屬蒸汽汙損,電動勢率小。

適用:真空、氧化或中性環境中。

铱铑-铱熱電偶:这种熱電偶推荐测温范围为1000~2200℃。

优点:唯一能在1850℃以上的氧化气氛中使用的熱電偶。

缺點:穩定性和複現性一般,壽命短,容易發脆,易受鐵汙損,電動勢率小。

適用:真空、氧化或中性環境中。

钨-钼熱電偶:这种熱電偶推荐测温范围为1200~2400℃。

優點:價格不貴,可用于還原性氣氛中。

缺點:電動勢率低,在1200℃熱電動勢的極性轉向,易受碳、氧、矽汙損。

適用:真空、還原或中性環境中。

炭化硼-石墨熱電偶:这种熱電偶推荐测温上限为2200℃。

優點:電動勢率高,物理化學性能穩定,價格低廉,結構簡單。

適用:含碳或中性環境中。

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