
1、熱電偶測溫范圍:
名義使用溫度:各類熱電偶分度表的分度范圍。
最高使用溫度:一般指短期極限使用溫度。偶絲、絕緣材料和保護套管的耐溫性是熱電偶選型的3個基本因素,選型時取三種構成材料各自的最低耐溫值作為各種材料的極限溫度值,并取三種材料的最低耐溫值作為該支熱電偶的最高使用溫度。
推薦最高使用溫度:除了考慮三種基本構成材料的最高耐溫值外,還要分析直徑、長度、測溫介質特性等因素對熱電偶的影響,以及使用者對熱電偶使用壽命的預期等,綜合確定熱電偶的長期最高使用溫度。
2、熱電偶/阻響應時間(熱電偶響應時間一般在0.1到5秒之間,直徑越小,保護管壁厚越薄,熱響應愈快)
熱電偶響應時間指的是熱電偶在溫度變化下所需要的時間,從熱電偶表面溫度改變到電信號反映這一變化的時間間隔。
由于熱惰性的存在,熱電偶插入被測介質后,其穩定的溫度指示值不能立即指示出來,而是逐漸上升,直到測量端吸熱放熱達到平衡后,才能具有穩定的溫度指示值。
影響熱電偶響應時間的主要因素:
①材料不同,導熱性能也不同,如金屬保護管比瓷保護導熱好,熱惰性小,熱電偶達到的穩定時間就短、即響應時間短;
②熱電偶的結構、尺寸,如偶絲和保護管的直徑愈粗,惰性愈大;管壁愈厚,惰性也愈大,熱電偶達到穩定的時間就愈長,即響應時間長;
③響應時間還隨著工作狀況的變化而不同,相同結構的熱電偶在不同的熱交換條件下,其響應時間是不同的。
熱電偶/阻響應時間參照表
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名稱 |
保護管直徑大小(mm) |
熱響應時間(s) |
名稱 |
保護管直徑大小(mm) |
熱響應時間(s) |
|
鎧裝熱電偶 |
φ0.25 |
0.2 |
鎧裝熱電偶 |
φ3 |
2 |
|
φ0.5 |
0.4 |
φ4 |
2.5 |
||
|
φ1 |
0.6 |
φ5 |
4 |
||
|
φ1.5 |
0.8 |
φ6 |
6 |
||
|
φ2 |
1 |
φ8 |
8 |
||
|
裝配熱電偶 (金屬保護管) |
金屬φ16 |
≤180 |
裝配熱電偶 (非金屬保護管) |
非金屬φ16 |
≤240 |
|
金屬φ20 |
≤240 |
非金屬φ25 |
≤300 |
||
|
鎧裝鉑電阻 |
≤φ5 |
≤8 |
鎧裝鉑電阻 |
>φ5 |
≤18 |
|
裝配鉑電阻 |
φ12 [316L/304] |
30-90 |
裝配銅電阻 |
φ16 [316L/304] |
<180 |
|
φ16 [316L/304] |
3、熱電偶/阻的精度:
又稱允許偏差或 “允差”,指具體一支熱電偶的熱電特性與該類熱電偶的標準分度表的符合程度。熱電偶的允差標準只與分度號有關,與結構形式無關。根據與分度表的符合程度把熱電偶分為I級、II級、III 級,航天航空用途時還有特I級(AMS2750標準)。
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分度號 |
國際標準允差(單位℃) |
航空航天標準允差(單位℃) |
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I級 |
II級 |
III級 |
AMS2750F |
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K、N |
±1.5℃(-40~375℃)或 0.4%|t|℃(375~1000℃) |
±2.5℃(-40~333℃)或 0.75%|t|℃(333~1200℃) |
±2.5℃或1.5%|t|℃ |
±1.1℃(≤538℃)或±0.4%|t|℃(>538℃) |
|||
|
E |
±1.5℃(-40~375℃)或 0.4%|t|℃(375~800℃) |
±2.5℃(-40~333℃)或 0.75%|t|℃(333~900℃) |
±2.5℃或1.5%|t|℃ |
||||
|
J |
±1.5℃(-40~375℃)或 0.4%|t|(375~750℃) |
±2.5(-40~333℃)或 0.75%|t|℃(333~750℃) |
±2.5℃或1.5%|t|℃ |
||||
|
T |
±0.5℃(-40~125℃)或 0.4%|t|℃(125~350℃) |
±1℃(-40~133℃)或 0.75%|t|℃(125~350℃) |
±1.0℃或1.5%|t|℃ |
||||
|
S、R |
±1.0℃(0~1100℃)或 ±[1+(t-1100)×0.3%](1100~1600℃) |
±1.5℃(0~600℃)或 ±0.25%t℃(600~1600℃) |
/ |
±0.6或±0.1%|t|℃ |
|||
|
B |
/ |
±0.25%|t|℃(600~1700℃) |
±4℃(600~800℃)或 0.5%|t|℃(800~1700℃) |
/ |
|||
|
C、D |
/ |
±4℃(0~400℃)或 1.0%|t|℃(400~2300℃) |
/ |
/ |
|||
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鉑電阻 |
AA級 |
A級 |
B級 |
/ |
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|
±(0.10+0.17%|t|)℃ |
±(0.15+0.2%|t|)℃ |
±(0.30+0.5%|t|)℃ |
|||||
|
銅電阻 |
/ |
/ |
/ |
C級 |
/ |
||
|
/ |
/ |
/ |
±(0.30+0.6%|t|)℃ |
||||
4、保護套管材質及使用環境:
熱電偶保護套管的選擇,直接影響熱電偶的使用壽命,其作用至關重要。
保護管的作用是什么:
(1)保護熱電極不受人為或機械損壞;
(2)由于保護管能使熱電極不直接和被測介質接觸,可防止有害介質對熱電極的腐蝕,火焰和氣體對熱電極的沖刷和輻射,延長熱電極的使用壽命;
(3)保護管還起著固定和支撐熱電偶的作用;
制作保護管的材料一般應滿足以下要求:
(1)導熱性能好,熱容量小,可減少熱電偶測溫時的慣性,使保護管內外的溫差不會太大;
(2)有良好的氣密性,防止被測介質滲透到管內腐蝕或損壞熱電極;
(3)物理化學性能穩定,在長期使用過程中,尤其是在高溫情況下不會和被測介質發生反應而產生對熱電極有害的氣體;
(4)在對酸、堿、鹽等具有腐蝕性的介質進行測量時,保護管選用的材料應能耐有害介質的腐蝕;
熱電偶保護管按材料不同有4類:
(1)金屬保護管;
(2)非金屬保護管;
(3)金屬陶瓷保護管;
(4)復合型保護管。
5.1、明確被測溫設備的使用工況:
包括最高最低和正常使用溫度、使用介質物理狀態和化學特性、操作過程可能對熱電偶發生的影響、安裝密封要求、與下級儀表的配套要求、外部環境和測溫目的等。
5.2、確定兩端五部:
1)根據使用溫度和介質特性確定熱電偶/阻分度號和保護套管的材質;
2)根據被測溫設備對熱電偶/阻的機械強度和安裝密封要求確定保護管直徑、置入長度、總長度和安裝固定裝置;
3)根據被測溫設備的加熱方式和安裝密封要求確定熱電偶/阻測量端形式;
4)根據外部環境和安裝密封要求確定熱電偶/阻接線端形式;
5)根據下級儀表的配套要求和測溫目的確定是否帶溫度變送器以及現場溫度顯示。
6)根據熱電偶選型表,正確標記表述所選定的熱電偶/阻;
7)測溫精度選擇適當,I級(或A級)精度價格是Ⅱ級(或B級)精度的2倍;
8)保護套管材質選擇適當,耐熱鋼和耐蝕鋼價格是普通不銹鋼價格的2倍,高溫合金價格是不銹鋼的20倍;
9)測高溫的分度號選擇適當,最高使用溫度在1200℃以下的一般不選貴金屬熱電偶,S分度號價格是高溫合金K型熱電偶的3倍;
10)盡量選擇常用型號規格的熱電偶/阻,盡量選擇鎧裝熱電偶/阻。