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热电偶温度计的种类

发布日期:2014-07-08 点击:2598

  (1)标准化热电偶  所谓标准化热电偶是指工艺较成熟,能成批生产,性能优良,应用广泛并已列入工业标准文件中的几种热电偶。同一型号的标准化热电偶可以互换,并具有统一的分度表,使用很方便,具有与其配套的显示仪表可供使用。
  目前国际上有8种标准化热电偶,热电动热与温度的关系(热电特性)。其中,温度的测量范围是指热电偶在良好的使用环境下允许测量温度的极值,实际使用中,特别长期使用时,一般允许测量的温度上限是极限值的60-80%。热电偶热电动势与温度之间存在非线性,使用时就进行修正。
  1)铂铑10——铂热电偶(S型)。这种热电偶在1300℃(有的国家规定为1400℃)以下温度范围可以长期使用。在良好的环境下可短期测量1600℃的高温。在所有标准化热电偶中,S型热电偶准确度等级更高,稳定性更好,且测温区域宽,使用寿命长,可用于精密测量和作为标准热电偶,适用于氧化性和惰性气氛中。但价格昂贵,热电动势小,灵敏度低,热电特性曲线非线性较大,不适于还原性气氛和含有金属或非金属蒸气的气氛中。
  2)铂铑13——铂热电偶(R型)。R型热电偶相比热电动势稍大(在约在15%),但灵敏度仍不高,其他特点相同。
  3)铂铑30——铂铑6热电偶(B型)。由于B型热电偶的两热电极均为铂铑合金,因此又称为双铂铑热电偶,可长期测量1600℃的高温,短期可测1800℃的高温。它的特点是性能稳定,测量精度高,适于在氧化性和惰性气氛中使用,也适合在真空中短期使用。但B型热电偶在还原性气氛中易被锓蚀热电动势小,灵敏度比S型热电偶还低,且价格昂贵。由于在低温时热电动势极小,因此在50℃以下不需要对冷端温度进行补偿。
  4)镍铬——镍硅热电偶(K型)。这是一种在工业中广泛使用的廉金属热电偶,长期使用测温上限可达1000℃,短期测量可达1300℃,适合于氧化性和惰性气氛中使用。其优点是灵敏度高(每变化1℃热电势变化0。04mv),热电动势是S型的4-5倍,热电特性接近线性,复现性好,抗氧化性强,辐射影响较小,故常被用于核工业测温。缺点是准确度低,不适用于还原气氛。
  5)镍铬硅——镍硅热电偶(N型)。N型热电偶是一种新型镍基合金测温材料,也是国际上近20年来在廉金属热电偶合金材料研究方面取得的惟一重大成果。N型热电偶的测温范围为-200 ~ 1300℃,长期使用测温上限为1200℃,短期为1300℃。其优点是:在相同条件下,尤其在1100 ~ 1300℃的高温条件下,N型热电偶的高温稳定性及使用寿命较K型热电偶有成倍的提高,且与S型热电偶接近,但其价格仅为S型的1/20;在1300℃以下,高温抗氧化能力强,耐核辐射能力强,耐低温性能也好,可用于其他金属热电偶的热电特性线性过于勉强的场合;在400 ~ 1300℃整个温度范围内,有全面代替传统廉金属热电偶和部分取代S型热电偶的趋势。但N型热电偶材料较硬,难于加工,在低温范围内(-200 ~ 400℃)的非线性误差较大。
  6)铁——康铜(J型)。这是工业中应用普遍的热电偶,它价格低廉,灵敏度较高,测量范围较方,在氧化或还原气氛中均可使用,多用于化工厂的温度检测。J型热电偶的测量上限,在氧化气氛中为750℃,在还原性气氛中为950℃。但高温条件下,铁热电极的氧化速度加快,因此长期使用温度不宜超过538℃,并且要选用粗线径的热电偶丛。
  7)镍铬——康铜(E型)。这是种在标准化热电偶中灵敏度更高的热电偶,可测微小温度的变化,是一种较重要的低温热电偶。适宜在 -200 ~ +900℃范围内的氧化性和惰性线性气氛中使用,尤其适宜在0℃以下使用。在湿度较高的情况下,较其他热电偶耐腐蚀,价格较K型热电偶便宜。其缺点是热电均匀性较差,不能用于还原性介质中。
  8)铜——康铜(T型)。这种热电偶是几种标准化热电偶中便宜的一种,适用于在 -200 ~ +400℃范围内测温。优点是热电极丝的均匀性好,热电动势较大,线性度好,在低温下具有良好的稳定性,可用于测量 -200℃左右的低温,在0 ~ 100℃内可作为二级标准仪器。但复现性较差,抗氧脂性差,在氧化性气氛中长时间测量不宜超过300℃。

  以上8种标准热电偶中,前3种属于贵金属热电偶,后5种属于廉金属热电偶。
  (2)非标准化热电偶  非标准化热电偶包括钨铼系、铂铑系和铱铑系热电偶等,使用较为普遍的是第一种。非标准化热电偶虽然也有热电偶度表,但一个热电偶有一个分度表,分度表不能共用。
  1)钨鳞第热电偶。这是一种应用较多已定型的热电偶,特点是热电动势大,灵敏度高,适宜在干氢、真空和惰性气氛中使用,但不适宜在还原性气氛、潮湿的氢气及氧化性气氛中使用。钨铼系热电偶的更高使用温度一般为2400℃,若不受绝缘材料的限制,还可用来测量更高的温度列入我国国家标准化的钨铼系热电偶有钨铼3——钨铼25、钨铼5——钨铼26
,其长期使用温度范围为300 ~ 2000℃。我国钨铼资源丰富,钨铼热电偶价格便宜,可部分取代贵金属热电偶,它是高温领域中很有前途的测温元件。
  2)非金属热电偶。近几年来,非金属热电偶的发展是引人注目的。其特点是:热电动势和热电动势率大大超过金属电偶,熔点高,测温上限高于金属热电偶,可用于氧化性和碳性气氛中等。此类热电偶目前较成熟的有:石墨-碳化钛热电偶和碳化硼-石墨热电偶等。但非金属热电偶有复现性极差、脆性在、体积大各输出线性等到缺点,尚需在今后的研究中予以解决。

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