熱電偶的應(yīng)用領(lǐng)域

在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，溫度是需要測(cè)量和控制的重要參數(shù)之一。在溫度測(cè)量中，熱電偶的應(yīng)用極為廣泛，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、測(cè)量范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號(hào)便于遠(yuǎn)傳等許多優(yōu)點(diǎn)。另外，由于熱電偶是一種無(wú)源傳感器，測(cè)量時(shí)不需外加電源，使用十分方便，所以常被用作測(cè)量爐子、管道內(nèi)的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。

圖 1

裝配熱電偶主要由接線盒、保護(hù)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，并配以各種安裝固定裝置。鎧裝偶元件由導(dǎo)體、高溫絕緣氧化鎂、外套1Cr18Ni9Ti不銹鋼保護(hù)管，經(jīng)多次一體拉制而成。

工作原理是兩種不同成分的導(dǎo)體一端經(jīng)焊接，另一端接上顯示儀表，焊接端叫工作端（又叫測(cè)量端），另一端叫冷端（又叫參比端），當(dāng)工作端和參比端存在溫差時(shí)，就會(huì)在回路中產(chǎn)生電流，儀表上就會(huì)指示出熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)所對(duì)應(yīng)溫度值。（熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)將隨著測(cè)量端溫度升高而增大，熱電動(dòng)勢(shì)的大小僅與熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān)，與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無(wú)關(guān)。）

隔爆原理和結(jié)構(gòu)：隔爆式熱電偶和裝配式熱電偶的結(jié)構(gòu)，工作原理基本相同，所區(qū)別的是，隔爆型產(chǎn)品接線盒（外殼）在設(shè)計(jì)上采取了隔爆結(jié)構(gòu)，故當(dāng)即其外殼內(nèi)部的爆炸性混合物氣體發(fā)生爆炸時(shí)，外殼不會(huì)破壞，而且由此產(chǎn)生的熱能不能順利地向外進(jìn)行擴(kuò)散--傳爆，而只能沿著外殼上具有足夠連接長(zhǎng)度的微小縫隙，緩慢地傳至殼體外部，這時(shí)，傳到殼外氣體的瞬間溫度已不致于能點(diǎn)燃外界的爆炸性氣體，即不會(huì)導(dǎo)致爆炸。

鎧裝熱電偶特點(diǎn)：

1、具有能彎曲、耐高壓、熱響應(yīng)時(shí)間短和堅(jiān)固耐用

2、由于它體積小、反應(yīng)速度快，適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以安裝到狹小的或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的空間

3、由于偶絲密封狀態(tài)好，不容易受介質(zhì)侵蝕，因而提高了其測(cè)溫的準(zhǔn)確性可靠性，延長(zhǎng)了使用壽命。

鎧裝熱電偶分類(lèi)：

1、露端式

特點(diǎn)：a、反應(yīng)速度快

b、適合于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度等

c、與其它測(cè)量結(jié)構(gòu)相比機(jī)械強(qiáng)度差。

2、接殼式

特點(diǎn)：a、反應(yīng)速度快

b、耐壓可達(dá)3500KG/cm2（350MPa）

c、不適應(yīng)用于有電磁干擾場(chǎng)合。

3、絕緣式

特點(diǎn)：a、反應(yīng)速度較接殼式慢，對(duì)于無(wú)特殊要求快速反應(yīng)的場(chǎng)合，一般都大量采用

b、使用壽命長(zhǎng)

C、防電磁干擾。

4、分離絕緣式

特點(diǎn)：可避免雙支之間信號(hào)干擾，其它特點(diǎn)同絕緣式。

八大熱電偶

熱電偶分度號(hào)	熱電極材料
	正極	負(fù)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	鐵	銅鎳
N	鎳鉻硅	鎳硅
E	鎳鉻	銅鎳

 在生產(chǎn)中由于被測(cè)對(duì)象不同，環(huán)境條件不同，測(cè)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(wèn)題比較多，但原則上可以從測(cè)溫的準(zhǔn)確性、安全性、維修方便三個(gè)方面來(lái)考慮。

 為避免測(cè)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(cè)溫元件的安裝方法應(yīng)視具體情況（如待測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、測(cè)溫元件的長(zhǎng)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(cè)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(guò)長(zhǎng)，并用支架保護(hù)熱電偶。若測(cè)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(cè)溫元件受到過(guò)大的沖蝕，最好安裝在管道的彎曲處。當(dāng)介質(zhì)壓力超過(guò)10MPa時(shí)，必須在測(cè)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(chǎng)地，具有較長(zhǎng)保護(hù)管的熱電偶、熱電阻應(yīng)能方便地拆裝。

常見(jiàn)故障分析及處理：

故障現(xiàn)象	可能原因	處理方法
熱電勢(shì)比實(shí)際值小（顯示儀表指示值偏低）	熱電極短路	如潮濕所致，則進(jìn)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(bǔ)償導(dǎo)線線間短路	找出短路點(diǎn)，加強(qiáng)絕緣或更換補(bǔ)償導(dǎo)線
	熱電偶熱電極變質(zhì)	在長(zhǎng)度允許的發(fā)問(wèn)下，剪去變質(zhì)段重新焊接，或更換新熱電偶
	補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶極性接反	重新接正確
	補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶不配套	更換相配套的補(bǔ)償導(dǎo)線
	熱電偶安裝位置不錄或插入深度不符合要求	重新按規(guī)定安裝
	熱電偶冷端溫度補(bǔ)償不符合要求	調(diào)整冷端補(bǔ)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(shì)比實(shí)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(bǔ)償導(dǎo)線不配套	更換補(bǔ)償導(dǎo)線使之相配套
	有直流干擾信號(hào)進(jìn)入	排除直流干擾
熱電勢(shì)輸出不穩(wěn)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(cè)量線路絕緣破損，引起斷續(xù)短路或接地	找出故障點(diǎn)，修復(fù)絕緣
	熱電偶安裝不牢或外部震動(dòng)	緊固熱電偶，消除震動(dòng)或采取減震措施
	熱電極將斷未斷	修復(fù)或更換熱電偶
	外界干擾（交流漏電，電磁場(chǎng)感應(yīng)等）	查出干擾源，采用屏蔽措施
熱電偶熱電勢(shì)誤差大	熱電極變質(zhì)	更換熱電極
	熱電偶安裝位置不當(dāng)	改變安裝位置
	保護(hù)管表面積灰	清除積灰