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熱電偶是有兩種不同的、特殊材質的金屬導體結合成回路組成,這兩根導體結合以后,結合點(稱之為熱端)與接線端之間(稱之為冷端)有溫差時、兩導體上就會產生感應電勢,電勢的大小隨感溫點溫度的變化成正比而變化,所以稱他為熱電勢。
(2)熱電偶的組成:偶絲、絕緣套管、保護管、接線板、接線盒。
(3)熱電偶按使用環境和方式不同、有分為鎧裝熱電偶和裝配熱電偶。他們的主要區別是:鎧裝偶是將偶絲裝在帶有絕緣的金屬倒管里,他是不能拆裝的、但是他的氣密性好反應快、抗震性好能彎曲。裝配熱電偶是將偶絲套上絕緣套管后放進保護管中,他的好處是:拆裝利便、可以換偶心便于維修,還有他的丈量范圍比鎧裝偶大
(4)偶的選型:(1、)根據偶所工作和被測的環境、溫度來選擇熱電偶。(2、)根據被測環境來選擇偶絲的材質和保護管的材質,下面兩列表我們可以參考:
1、熱電偶丈量范圍
熱電偶類型代號分度號長時間范圍℃短時間范圍℃
鉑銠30-鉑銠6WRRB0-16001800
鉑銠10-鉑WRPS0-14001600
鎳鉻-鎳硅WRNK0-12001300
鎳鉻-銅鎳WREE0-800900
2、熱電偶保護管的承受范圍
保護管材質長期使用溫度短期使用溫度
此參數必需在垂直按裝且沒有強烈氧化的情況下
鋼玉16001800
高鋁13001600
Cr25Ti(不銹鋼)10001100
1Cr18Ni9Ti不銹鋼-200-+800900
碳鋼20#-100-+500600
(3、)根據外部環境來選擇結構和按裝方式,好比、是不是需要防水、防濺、隔爆(根據環境來選擇隔爆等級),還有偶的固定方式、是閥蘭連接仍是螺紋連接或無連接方式。偶直徑的選擇要根據環境的震驚性和對于偶的氧化程度、還有偶的熱惰性來選擇。偶的精度等級要根據工況來選擇。留意、在震驚大的地方要用凱裝熱電偶,宜延長使用壽命。如熱電聯產的汽機的輪回水管道,現在全壞過了,以后我們要留意。
熱電偶的熱惰性
保護管直徑保護管材質時間常數(秒)
¢16非金屬保護管90-180
金屬90-180
¢20非金屬保護管小于180
金屬小于180
¢25非金屬保護管小于300
(4、)偶長度的選擇:假如是在管道上垂直安裝偶的插入深度(我們稱他為小L)為保護管或連接頭的尺寸+管道的半徑,假如要傾斜45度安裝,其插入深度應為直形連接頭的尺寸+0.7被的管道外徑,也就是熱電偶要將其感溫點插入到被測管的中央,側溫元件感溫點:1)熱電偶的感溫點是器熱接點,2)熱電阻是其電阻棒的中央,電阻棒的長度(鉑電阻為30-80mm,銅電阻為64mm,雙金屬溫度計是距前端50mm)。假如前提不答應的話,偶的插入深度應大于偶直徑的8-10倍。雙金屬溫度計其保護管長度不大于300mm時,插入深度不小于70mm,假如大于300mm時,其插入深度不小于100mm。偶的總長度(我們稱他為大L)要保證其接線盒的溫度不超過100℃。
(5)、偶的安裝:
(1、)選擇按裝地點,選擇按裝地點是要避開高溫區和危險區,要選擇便于按裝和檢驗的地方。在管道上安裝時除了偶的感溫點要插到管中央以外,還要留意液體的管道,在丈量水平的液體管道的溫度時要盡量向下取點,避免有氣體的存在。在丈量高溫高壓的氣體和液體時(如蒸汽管道和高爐爐體檢核檢束),還要加與管道同材質的保護管、壁厚2mm以上、(參考工況壓力)。假如被丈量管道直徑小,安裝是要逆向介質流向傾斜裝。假如是在其他物體中丈量、如爐膛或煙道,那麼他的插入深度應不小于其保護管直徑的8-10倍。
(2、)安裝熱電偶時密封一定要做好,螺紋連接的一定要加淬火的銅墊,閥蘭按裝的要擾緊石棉繩,高溫時還要加耐火土,環繞糾纏長度是其保護管長度的1/3。
(3、)熱電偶的連接,熱電偶與顯示表連接是要用補償導線,補償導線是將熱電偶的冷端引道恒溫或溫度波動范圍小的地方,實計上是將冷端延長,補償導線的熱電機能在0-100℃時、與其使用的熱電偶的材質的特性是相同的。留意:補償導線和接線盒的溫度在常溫狀態下、不能過高,丈量值才是最正確的,在2005年4月10日至4月18日,熱電聯產鍋爐上集汽集箱的溫度一直偏高28攝氏度左右,直到19日下戰書、下了一場雨,跟著氣溫的變化,熱電偶接線盒由原來的54攝氏度慢慢降到了26攝氏度,這是傳輸到主控室的信號也減小到了正常值。因為在測溫比較低的冬季丈量的數據一直很不亂,所以我們判定熱電偶的接線盒的溫度不能過高,要在常溫的環境中是最正確的。前面我們講的熱電勢是靠熱電偶冷端和熱真個溫差產生的,那現在電偶的冷端和熱端相距很遠、冷真個溫度未知,在正常丈量時,冷真個溫度在零攝氏度時,冷端和熱真個丈量值才是實際值,所以我們要消除因為冷端溫度影響而產生誤差。這誤差消除的方法良多,我們通常采用冷端補償法(即內部補償),原理是用感溫元件丈量出冷真個實際溫度,然后與冷熱真個丈量值相加,這時的結果才是實際丈量值。也就是人為地在顯示值上加以修改,在顯示表和PLC內部有測溫元件還有設置冷端補償的參數。
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