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工業常用熱電偶的測溫范圍(S、R、B、K、T、J、N、E型)

2016-10-12 16:10:26??????點擊:

      熱電偶通常由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要部件組成。熱電偶(thermocouple)是溫度測量儀表中常用的測溫元件,它直接測量溫度,并把溫度信號轉換成熱電動勢信號,通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同,但是它們的基本結構卻大致相同,通常由熱電極、絕緣套保護管和接線盒等主要部分組成,通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調節器配套使用。

熱電偶測量范圍及允許誤差范圍 

熱電偶類別

代號

分度號

測量范圍

基本誤差限

鎳鉻-康銅

WRK

E

0-800℃

±0.75%t

鎳鉻-鎳硅

WRN

K

0-1300℃

±0.75%t

鉑銠 13 -鉑

WRB

R

0-1600℃

±0.25%t

鉑銠 10 -鉑

WRP

S

0-1600℃

±0.25%t

鉑銠 30 -鉑銠 6

WRR

B

0-1800℃

±0.25%t

注:t為感溫元件實測溫度值(℃)熱電偶測溫范圍
熱電偶時間常數

熱惰性級別

時間常數(秒)

熱惰性級別

時間常數(秒)

90-180

10-30

30-90

<10

熱電偶分類

熱電偶分度號 熱電極材料
  正極 負極
S 鉑銠 10 純鉑
R 鉑銠 13 純鉑
B 鉑銠 30 鉑銠 6
K 鎳鉻 鎳硅
T 純銅 銅鎳
J 銅鎳
N 鎳鉻硅 鎳硅
E 鎳鉻 銅鎳

不同熱電偶的優缺點

(S型熱電偶)鉑銠10-鉑熱電偶
鉑銠10-鉑熱電偶(S型熱電偶)為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規定為0.5mm,允許偏差-0.015mm,其正極(SP)的名義化學成分為鉑銠合金,其中含銠為10%,含鉑為90%,負極(SN)為純鉑,故俗稱單鉑銠熱電偶。該熱電偶長期最高使用溫度為1300℃,短期最高使用溫度為1600℃。 
S型熱電偶在熱電偶系列中具有準確度最高,穩定性最好,測溫溫區寬,使用壽命長等優點。它的物理,化學性能良好,熱電勢穩定性及在高溫下抗氧化性能好,適用于氧化性和惰性氣氛中。由于S型熱電偶具有優良的綜合性能,符合國際使用溫標的S型熱電偶,長期以來曾作為國際溫標的內插儀器,“ITS-90”雖規定今后不再作為國際溫標的內查儀器,但國際溫度咨詢委員會(CCT)認為S型熱電偶仍可用于近似實現國際溫標。

S型熱電偶不足之處是熱電勢,熱電勢率較小,靈敏讀低,高溫下機械強度下降,對污染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。
熱電偶測溫范圍
(R型熱電偶)鉑銠13-鉑熱電偶

鉑銠13-鉑熱電偶(R型熱電偶)為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規定為0.5mm,允許偏差-0.015mm,其正極(RP)的名義化學成分為鉑銠合金,其中含銠為13%,含鉑為87%,負極(RN)為純鉑,長期最高使用溫度為1300℃,短期最高使用溫度為1600℃。

R型熱電偶在熱電偶系列中具有準確度最高,穩定性最好,測溫溫區寬,使用壽命長等優點。其物理,化學性能良好,熱電勢穩定性及在高溫下抗氧化性能好,適用于氧化性和惰性氣氛中。由于R型熱電偶的綜合性能與S型熱電偶相當,在我國一直難于推廣,除在進口設備上的測溫有所應用外,國內測溫很少采用。1967年至1971年間,英國NPL,美國NBS和加拿大NRC三大研究機構進行了一項合作研究,其結果表明,R型熱電偶的穩定性和復現性比S型熱電偶均好,我國目前尚未開展這方面的研究。
熱電偶測溫范圍
R型熱電偶不足之處是熱電勢,熱電勢率較小,靈敏讀低,高溫下機械強度下降,對污染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。

(B型熱電偶)鉑銠30-鉑銠6熱電偶

鉑銠30-鉑銠6熱電偶(B型熱電偶)為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規定為0.5mm,允許偏差-0.015mm,其正極(BP)的名義化學成分為鉑銠合金,其中含銠為30%,含鉑為70%,負極(BN)為鉑銠合金,含銠為量6%,故俗稱雙鉑銠熱電偶。該熱電偶長期最高使用溫度為1600℃,短期最高使用溫度為1800℃。

B型熱電偶在熱電偶系列中具有準確度最高,穩定性最好,測溫溫區寬,使用壽命長,測溫上限高等優點。適用于氧化性和惰性氣氛中,也可短期用于真空中,但不適用于還原性氣氛或含有金屬或非金屬蒸氣氣氛中。B型熱電偶一個明顯的優點是不需用補償導線進行補償,因為在0~50℃范圍內熱電勢小于3μV。

B型熱電偶不足之處是熱電勢,熱電勢率較小,靈敏讀低,高溫下機械強度下降,對污染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。

(K型熱電偶)鎳鉻-鎳硅熱電偶

鎳鉻-鎳硅熱電偶(K型熱電偶)是目前用量最大的廉金屬熱電偶,其用量為其他熱電偶的總和。正極(KP)的名義化學成分為:Ni:Cr=90:10,負極(KN)的名義化學成分為:Ni:Si=97:3,其使用溫度為-200~1300℃。

K型熱電偶具有線性度好,熱電動勢較大,靈敏度高,穩定性和均勻性較好,抗氧化性能強,價格便宜等優點,能用于氧化性惰性氣氛中。廣泛為用戶所采用。

K型熱電偶不能直接在高溫下用于硫,還原性或還原,氧化交替的氣氛中和真空中,也不推薦用于弱氧化氣氛中。

(N型熱電偶)鎳鉻硅-鎳硅熱電偶

鎳鉻硅-鎳硅熱電偶(N型熱電偶)為廉金屬熱電偶,是一種最新國際標準化的熱電偶,是在70年代初由澳大利亞國防部實驗室研制成功的它克服了K型熱電偶的兩個重要缺點:K型熱電偶在300~500℃間由于鎳鉻合金的晶格短程有序而引起的熱電動勢不穩定;在800℃左右由于鎳鉻合金發生擇優氧化引起的熱電動勢不穩定。正極(NP)的名義化學成分為:Ni:Cr:Si=84.4:14.2:1.4,負極(NN)的名義化學成分為:Ni:Si:Mg=95.5:4.4:0.1,其使用溫度為-200~1300℃。

N型熱電偶具有線性度好,熱電動勢較大,靈敏度較高,穩定性和均勻性較好,抗氧化性能強,價格便宜,不受短程有序化影響等優點,其綜合性能優于K型熱電偶,是一種很有發展前途的熱電偶.

N型熱電偶不能直接在高溫下用于硫,還原性或還原,氧化交替的氣氛中和真空中,也不推薦用于弱氧化氣氛中。

(E型熱電偶)鎳鉻-銅鎳熱電偶

鎳鉻-銅鎳熱電偶(E型熱電偶)又稱鎳鉻-康銅熱電偶,也是一種廉金屬的熱電偶,正極(EP)為:鎳鉻10合金,化學成分與KP相同,負極(EN)為銅鎳合金,名義化學成分為:55%的銅,45%的鎳以及少量的錳,鈷,鐵等元素。該熱電偶的使用溫度為-200~900℃。

E型熱電偶熱電動勢之大,靈敏度之高屬所有熱電偶之最,宜制成熱電堆,測量微小的溫度變化。對于高濕度氣氛的腐蝕不甚靈敏,宜用于濕度較高的環境。E熱電偶還具有穩定性好,抗氧化性能優于銅-康銅,鐵-康銅熱電偶,價格便宜等優點,能用于氧化性和惰性氣氛中,廣泛為用戶采用。

E型熱電偶不能直接在高溫下用于硫,還原性氣氛中,熱電勢均勻性較差。

(J型熱電偶)鐵-銅鎳熱電偶

鐵-銅鎳熱電偶(J型熱電偶)又稱鐵-康銅熱電偶,也是一種價格低廉的廉金屬的熱電偶。它的正極(JP)的名義化學成分為純鐵,負極(JN)為銅鎳合金,常被含糊地稱之為康銅,其名義化學成分為:55%的銅和45%的鎳以及少量卻十分重要的錳,鈷,鐵等元素,盡管它叫康銅,但不同于鎳鉻-康銅和銅-康銅的康銅,故不能用EN和TN來替換。鐵-康銅熱電偶的覆蓋測量溫區為-200~1200℃,但通常使用的溫度范圍為0~750℃ 。

熱電偶型號的正確選擇方法
選擇熱電偶要根據使用溫度范圍、所需精度、使用氣氛、測定對象的性能、響應時間和經濟效益等綜合考慮。

1、測量精度和溫度測量范圍的選擇
使用溫度在1300~1800℃,要求精度又比較高時,一般選用B型熱電偶;要求精度不高,氣氛又允許可用鎢錸熱電偶,高于1800℃一般選用鎢錸熱電偶;使用溫度在1000~1300℃要求精度又比較高可用S型熱電偶和N型熱電偶;在1000℃以下一般用K型熱電偶和N型熱電偶,低于400℃一般用E型熱電偶;250℃下以及負溫測量一般用T型電偶,在低溫時T型熱電偶穩定而且精度高。

2、使用氣氛的選擇
S型、B型、K型熱電偶適合于強的氧化和弱的還原氣氛中使用,J型和T型熱電偶適合于弱氧化和還原氣氛,若使用氣密性比較好的保護管,對氣氛的要求就不太嚴格。

3、耐久性及熱響應性的選擇
線徑大的熱電偶耐久性好,但響應較慢一些,對于熱容量大的熱電偶,響應就慢,測量梯度大的溫度時,在溫度控制的情況下,控溫就差。要求響應時間快又要求有一定的耐久性,選擇鎧裝偶比較合適。

4、測量對象的性質和狀態對熱電偶的選擇
運動物體、振動物體、高壓容器的測溫要求機械強度高,有化學污染的氣氛要求有保護管,有電氣干擾的情況下要求絕緣比較高。

選型流程:型號--分度號—防爆等級—精度等級—安裝固定形式—保護管材質—長度或插入深度

產品選型及訂貨須知:

1、在選用及訂貨時,請注明

2、 產品型號

3、分度號

4、保護管材料及直徑

5、保護管總長L及置入深度

6、固定裝置型式

7、產品實際測量范圍

8、螺紋式固定裝置型式在訂貨時不標注均為固定外螺紋M27×2,(其余螺紋固定型式均需注明)

9、因用戶特殊需要而與上述產品型號不符者,需要專門制造的產品,請注明您的特殊技術要求,來(或函)與我公司有關責任部門聯系特殊訂貨。

10、不同溫度熱電偶的選擇技巧

熱電偶的選擇,首先應根據被測溫度的上限和使用環境來選擇熱電偶的熱電極和保護套管,其次根據被測對象的結構和安裝特點來選擇熱電偶的規格尺寸.熱電偶按結構形式不同可分為:普通產業型,愷裝型,高機能實體型和特種型熱電偶.常見的普通產業用熱電偶有以下幾種:

(1)鎳鉻一康銅熱電偶屬于廉金屬熱電偶,其正極為鎳鉻合金(EP),負極為銅鎳合金(EN).長期使用溫度600度,短期使用溫度800度,最大的特點是熱電動勢率最大,即敏捷度最高,但極易被氧化,分度號為E.

(2)銅一康銅熱電偶屬于廉金屬熱電偶,其正極為純銅(TP),負極為康銅(銅鎳)合金(TN).在低溫狀態普遍應用的一種熱電偶,測溫范圍一200一 300 OC,熱電極絲的平均性好,不亂性高,敏捷度好,價格低廉,分度號為To愷裝型熱電偶是將熱電極絲裝在有絕緣材料的金屬套管中,經組合加工成可彎曲的堅實的組合體,再依所需長度截斷,對其丈量端和參考端進行加工即制成愷裝型熱電偶.該種熱電偶可以做得很細很長,在使用中可隨丈量需要而彎曲.其測溫范圍寬, 響應速度快,熱接點處的熱容量小,使用壽命長.同時其機械強度高,耐壓機能高,適應性廣,繞性大,安裝使用利便,應用極其廣泛.

(3)鉑鍺10一鉑熱電偶屬于貴金屬熱電偶,其正極的名義成分為含鍺10%的鉑鍺合金(SP),負極為純鉑(SN).長期使用溫度1300度,短期使用溫度1600度.抗氧化機能強.宜在氧化,惰性環境中連續使用.一般用于正確度要求較高的高溫丈量,但其價格昂貴,機械強度差,熱電動勢小,需配用敏捷度高的顯示儀表,分度號為S。

(4)鎳鉻一鎳硅熱電偶屬于廉金屬熱電偶,其正極為含10%的鎳鉻合金(KP),負極為含硅3%的鎳硅合金(KN),負極親磁性.長期使用溫度1000 9C,短期使用溫度1200`C,熱電勢比S型熱電偶大4一5倍,線性度極好,使用溫度范圍寬,是廉金屬熱電偶中機能最不亂的一種.宜在氧化性,惰性環境中連續使用,價格便宜,誤差約在7℃左右.但其熱電極不易做得太平均,易氧化,尤其在低溫狀態,其不亂性差,分度號為K。

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