温度测量方法

温度测量方法 3、热电偶冷端的温度补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵 金属时)〃而测温点到仪表的距离都很远〃为了节省热电偶材料〃降低成本〃通常采用补偿导线把热电偶的冷 端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内〃连接到仪表端子上。必须指出〃热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极〃使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上〃它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响〃不起补偿作用。因此〃还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0?0?时对测温的影响。 在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配〃极性不能接错〃补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100?。 4、热电偶类型: 铂铑10-铂热电偶(S型) 铂铑10-铂热电偶(S型热电偶)为贵金属热电偶〃其正极(SP)的名义化学成分为铂铑合金〃其 中含铂90%〃含铑10%〃负极(SN)为纯铂。它的长期最高使用温度为1300?〃短期最高使用温度为 1600?。S型热电偶在热电偶系列中准确度高〃稳定性好〃测温温区宽〃使用寿命长〃它的物理、化学性能良好〃热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好〃适于氧化和惰性气氛中。它的不足之处是热电势、热电势率较小〃灵敏度低〃高温下机械强度差〃对污染很敏感〃材料昂贵。 铂铑13-铂热电偶(R型) 铂铑13-铂热电偶(R型热电偶)为贵金属热电偶〃其正极(RP)的名义化学成分为铂铑合金〃其中含铂为87%〃含铑为13%〃负极(RN)为纯铂〃长期使用最高温度为1300?〃短期使用最高温 度为1600?〃R型热电偶的综合性能与S型热电偶相当〃国外英、美等国研究发现R型热电偶的稳定性和复现性比S型热电偶好〃R型热电偶不足之处与S型热电偶类似。 铂铑30-铂铑6热电偶(B型) 铂铑30-铂铑6热电偶(B型热电偶)为贵金属热电偶〃其正极(BP)的名义化学成分为铂铑合金〃其中含铑量30%〃负极(BN)也为铂铑合金〃含铑量为6%〃该热电偶长期最高使用温度为1600?〃短期最高使用温度为1800?。 B型热电偶的准确度高〃稳定性能好〃测温温区宽〃使用寿命长〃测温上限高〃它适用于氧化性和惰性气氛中〃也可短期用于真空中〃但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸气气氛中。B型热电偶的参考端一般不须用补偿导线进行补偿〃这是因为在0,50?范围内其热电势小于3μm。B型热电偶不足之处是热电势率更小〃灵敏度更低〃高温下机械强度下降〃抗污染能力差〃贵金属材料昂贵等。 镍铬-镍硅热电偶(K)型 镍铬-镍硅热电偶(K型热电偶)是目前用量最大的廉金属热电偶〃正极(KP)的名义化学成分为:Ni?Cr=90?10〃负极 (KN)的名义化学成分为:Ni?Si=97?3〃其使用温度范围为-200,1300?。 K型热电偶具有线性度好〃热电动势较大〃灵敏度较高〃稳定性和均匀性较好〃抗氧化性能强〃价格便宜等优点〃能用于氧化性、惰性气氛中〃但是它不能直接在高温下用于硫、还原性或还原、氧化交替的气氛中和真空中。 镍铬硅-镍硅热电偶(N型) 镍铬硅-镍硅热电偶(N型热电偶)为廉金属热电偶〃是一种最新国际化的热电偶〃正极(NP)的名义化学成分:Ni?Cr?Si=84.4?14.2?1.4〃负极(NN)的名义化学成分为:Ni?Si?Mg=95.5?4.4?0.1〃其使用温度范围为-200,1300?。 N型热电偶具有线性度好〃热电动势 较大〃灵敏度较高〃稳定性和均匀性较好〃抗氧化 性能强〃价格便宜〃不受短程有序化影响等优点〃其综合性能优于K型热电偶〃缺点是在高温下不能直接用于硫〃还原性或还原、氧化交替的气氛中和真空中。 镍铬-铜镍(康铜)热电偶(E型) 镍铬-铜镍热电偶(E型热电偶)又称镍铬-康铜热电偶〃是一种廉金属热电偶〃其正极(EP)为镍铬10合金〃化学成分与KP相同〃负极(EN)为铜镍合金〃名称化学成分为55%铜〃45%的镍以及少量的钴、锰、铁等元素〃该热电偶的使用温度为-200,900?。 E型热电偶电动势之大〃灵敏度之高属所有热电偶之最〃宜制成热电堆〃测量微小的温度变化。对于高湿度气氛的腐蚀不甚灵敏〃宜于湿度较高的环境。E型热电偶还具有稳定性好〃抗氧化性能优于铜-康铜〃铁-康铜热电偶〃价格便宜等优点〃能用于氧化性、惰性气氛中〃缺点是不能直接在高温下用于硫或其他还原性气氛中〃热电均匀性较差。 铁-铜镍(康铜)热电偶(J型) 铁-铜镍热电偶(J型热电偶)又叫铁-康铜热电偶〃是一种价格低廉的廉金属热电偶〃它的正极(JP)的名义化学成分为纯铁〃负极(JN)是铜镍合金〃其名义化学成份为55%的铜和45%的镍以及少量但却十分重要的钴、铁、锰等元素〃尽管它也叫康铜〃但却不同于镍铬-康铜和铜-康铜的康铜〃故不能用EN或TN来替换。铁-康铜热电偶覆盖测量温区为-210?,1200?〃但常用的温度范围为0?,750?。 J型热电偶线性度好〃热电动势较大〃灵敏度较高〃稳定性和均匀性较好〃价格便宜〃它可用于真空、氧化、还原和惰性气氛中〃但正极铁在高温下氧化较快〃故使用温度受到限制〃不能无保护直接在高温下用于硫化气氛中。 铜-铜镍(康铜)热电偶(T型) 铜-铜镍热 电偶(T型热电偶)〃又叫铜-康铜热电偶〃是一种最佳的测量低温的廉金属热电偶〃正极(TP)是纯 铜〃负极(TN)是铜镍合金〃它与镍铬-康铜的康铜EN通用〃与铁-康铜的康铜JN不能通用。铜—康铜热电偶测量温区为-200,350?。 T型热电偶具有线性度好〃热电动势大〃灵敏度高〃稳定性和均匀性好〃价格便宜等优点〃特别是在-200,0?温区使用〃稳定性更好〃年稳定性小于?3μv,在低温可作标准进行低温量值传递。缺点是正极铜在高温下抗氧化性能差〃上限温度受到限制。 其他非标准分度热电偶 (1) 钨铼系热电偶 钨铼热电偶是在20世纪60,70年代发展起来的难熔金属热电偶。钨铼系热电偶有WRe5- WRe20、W-WRe26、WRe3-WRe25、WRe5-WRe26几种〃美国ASTM E230-2002标准中已正式将钨铼5-钨铼26热电偶定为标准分度热电偶〃分度号为C。我国目前可以提供商品化的WRe3-WRe25、WRe5 -WRe26热电偶。 与铂铑等贵金属热电偶相比〃钨铼热电偶价格低廉〃因此近几年来发展很快。为解决氧化气氛下的使用问题〃抗氧化钨铼热电偶受到了普遍关注〃主要是采用热电偶丝材料镀膜或采用高致密保护套管隔绝等技术〃可以延长钨铼热电偶在氧化气氛下的使用时间〃在一定程度上取代铂铑等贵金属热电偶〃这将使将使钨铼热电偶得到更广泛的应用。 钨铼热电偶使用时要注意以下几点: z 热电动势:在800?以下〃其微分电势随温度的升高而降低〃但是在1500?以上〃 其微分电势均比S型热电偶高; z 使用温度:它的最高使用温度达2800?〃但是在高于2300?时〃一致性较差〃一般 使用在2000?以下; z 使用气氛:由于钨铼热电偶电极易发生氧化〃因此适用于惰性 或干燥空气中使用。 另外在含碳气氛中易生成稳定的碳化物〃会降低其 灵敏度并引起脆断〃并且在有氢气存在的情况下〃会加速炭化。