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水电工程中热电偶温度计的应用

更新时间:2013-08-01      点击次数:819

热电偶温度计属于接触式温度测量仪表。是根据热电效应即塞贝克效应原理来测量温度的,是温度测量仪表中常用的测温元件。将不同材料的导体A、B接成闭合回路,接触测温点的一端称为测量端(或工作端),另一端称为参比端(或自由端)。若测量端和参比端所处温度t和t0不同,则在回路的A、B之间就产生一热电势EAB(t,t0),这种现象称为塞贝克效应,即热电效应。EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0而变,这种回路称为原型热电偶。在实际应用中,将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处,而将参比端分开,用导线接入显示仪表,并保持参比端接点温度t0稳定。显示仪表所测电势只随被测温度而t变化。

常用的普通工业型热电偶有:

1.铂铑10一铂热电偶:属于贵重金属热电偶,正极为铂铑合金,负极为铂,短期工作温度为1600℃,长期工作温度为1300℃,物理、化学稳定性好,一般用于准确度要求较高的高温测量。但材料较贵,热电势较小,分度号为S。

2.镍铬一镍硅热电偶:它是非贵重金属中性能zui稳定的一种,应用很广,正极为镍铬。短期工作温度为1200℃,长期工作温度为900℃。此种热电偶的热电势比上一种大4到5倍,而且线性度更好,误差一般在(6-8)℃。但其热电极不易做得很均匀,较易氧化,稳定性差。分度号为K。

3.镍铬一康铜热电偶:正极是镍铬,短期工作温度为800℃,长期工作温度为60℃。它是热电势zui大的一种热电偶,测量准确度较高,但极易氧化。分度号为E。

4.铜一康铜热电偶:这是在低温下应用得很普遍的热电偶,测量温度范围(-200-+200)℃,稳定性好,低温时灵敏度高并且价格低廉。分度号为T。

铠装热电偶是由热电极、绝缘材料和金属套管三者组合加工而成,它可以做得很细很长,在使用中可以随测量需要进行弯曲,其特点是:热情性小、热接点处的热容量小、寿命较长、适应性强等,应用广泛。

实际使用时特别要注意补偿导线的使用。通常接在仪表和接线盒之间的补偿导线,其热电性质与所用热电偶相同或相近,与热电偶连接后不会产生大的附加热电势,不会影响热电偶回路的总热电势。如果用普通导线来代替补偿导线,就起不到补偿作用,从而降低测温的准确性。所以,使用单位在安装仪表敷线时应注意:补偿导线与热电偶连接时,极性切勿接反,否则测温误差反而增大。

实际测量中,如果测量值偏离实际值太多,除热电偶安装位置不当外,还有可能是热电偶偶丝被氧化、热电偶测量端焊点出现砂眼等。

热电偶温度计的安装

热电阻和热电偶温度计属于接触式温度计,由于其无法替代的优点成为工矿企业和科研院所常用的温度测量仪表。正确的安装热电偶和热电阻传感器是保证其测量精度和使用寿命的重要因素。下面根据平时的使用情况以几种常用的安装方式作些介绍,希望能给大家的实际工作提供点参考。

首先热电偶和热电阻的安装应尽可能保持垂直,以防止保护套管在高温下产生变形,但在有流速的情况下,则必须迎着被测介质的流向插入,以保证测温元件与流体的充分接触以保证其测量精度。

另外热电偶和热电阻应尽量安装在有保护层的管道内,以防止热量散失。其次当热电偶和热电阻传感器安装在负压管道中时,必须保证测量处具有良好的密封性,以防止外界冷空气进入,使读数偏低。当热电偶和热电阻传感器安装在户外时,热电偶和热电阻传感器的接线盒面盖应向上,入线口应向下,以避免雨水或灰尘进入接线盒,而损坏热电偶和热电阻接线盒内的接线影响其测量精度。应经常检查热电偶和热电阻温度计各处的接线情况,特别是热电偶温度计由于其补偿导线的材料硬度较高,非常容易从接线柱脱离造成断路故障,因此要接线良好不要过多碰动温度计的接线并经常检查,以获得正确的测量温度。

热电偶安装时应放置在尽可能靠近所要测的温度控制点。为防止热量沿热电偶传走或防止保护管影响被测温度,热电偶应浸入所测流体之中,深度至少为直径的10倍。当测量固体温度时,热电偶应当顶着该材料或与该材料紧密接触。为了使导热误差减至zui小,应减小接点附近的温度梯度。

当用热电偶测量管道中的气体温度时,如果管壁温度明显地较高或较低,则热电偶将对之辐射或吸收热量,从而显著改变被测温度。这时,可以用一辐射屏蔽罩来使其温度接近气体温度,采用所谓的屏罩式热电偶。

选择测温点时应具有代表性,例如测量管道中流体温度时,热电偶的测量端应处于管道中流速zui大处。一般来说,热电偶的保护套管末端应越过流速中心线。

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