熱電偶的結(jié)構(gòu)

1、熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶前端接合的形狀有3種類型，如圖2.5所示?？筛鶕?jù)熱電偶的類型、線徑、使用溫度，通過氣焊、對(duì)焊、電阻焊、電弧焊、銀焊等方法進(jìn)行接合。在工業(yè)應(yīng)用中為了便于安裝及延長熱電偶的使用壽命，通常使用外加套管的方式。套管一般分為保護(hù)管型和鎧裝型。1. 帶保護(hù)管的熱電偶 是將熱電偶的芯線以及絕緣管插入保護(hù)管使用的熱電偶。保護(hù)管在防止芯線氧化、腐蝕的同時(shí)，還可以保持熱電偶的機(jī)械強(qiáng)度。保護(hù)管有多種類型，常用的如下表所示。材質(zhì)常用溫度最高使用溫度概要金屬保護(hù)管SUS304850950適用于高溫、酸性、堿性環(huán)境，不適用于氧化性、還原性氣體環(huán)境SUS316850950比SUS304在高溫中的耐蝕性好S

2、US301S10001100Ni、Cr的含量高，耐熱性強(qiáng)SandviRP41050120027Cr鋼，適用于高溫環(huán)境，不適用于氧化性、還原性氣體KanthalA-111001350Cr24%、A15.5%的耐熱鋼、在高溫中機(jī)械強(qiáng)度高鎳鉻合金11001250Ni80%、Cr20%、適用于氧化環(huán)境，不適用于硫化、還原性氣體環(huán)境非金屬保護(hù)管石英管QT10001050抗熱沖擊性強(qiáng)，但機(jī)械強(qiáng)度低陶瓷管PT214001450氧化鋁質(zhì)，氣密性優(yōu)高鋁管PT115001550同上，抗熱沖擊性弱剛玉管PT016001750高純度鋁管，抗熱沖擊性最弱碳化硅管SiC1250155013501600抗熱沖擊性強(qiáng)，但氣密

3、性差在雙保護(hù)管的外管上使用氮化硅管Si3N414001600與碳化硅管大致相同，適用于熔融鋁2. 鎧裝型熱電偶 鎧裝熱電偶的測量原理與帶保護(hù)管的熱電偶相同。它使用纖細(xì)的金屬管(稱為套管)作為上圖中絕緣管(陶瓷)的替代品，并使用氧化鎂(MgO)等粉末作為絕緣材料。由于其外徑較細(xì)且容易彎曲，所以最適合用來測量物體背面與狹小空隙等處的溫度。此外，與帶保護(hù)管的熱電偶相比，其反應(yīng)速度更為靈敏。鎧裝熱電偶的套管外徑范圍較廣，可以拉長加工為8.0mm到0.5mm的各種尺寸。芯線拉伸得越細(xì)，常用溫度上限越低。如K型熱電偶，套管外徑0.5mm的常用溫度上限是600，8.0mm的是1050。熱電阻的結(jié)構(gòu)如下圖所示

4、，熱電阻的元件形狀有3種，目前陶瓷封裝型占主導(dǎo)地位。陶瓷封裝型用于帶保護(hù)管的熱電阻以及鎧裝熱電阻。陶瓷與玻璃封裝型的鉑線裸線直徑為幾十微米左右，云母板型的約為0.05mm。引線則使用比元件線粗很多的鉑合金線。熱電阻元件的種類帶保護(hù)管的熱電阻圖例鎧裝熱電阻溫度傳感器的安裝方法1. 安裝實(shí)例和測量誤差熱電偶和熱電阻在設(shè)備中的安裝方法和測量誤差如下圖所示。安裝時(shí)要注意機(jī)械強(qiáng)度，特別是高溫中保護(hù)管的變形。另外，為了避免保護(hù)管的熱損失對(duì)元件溫度的影響，需要考慮流向和保護(hù)管的外形、插入長度、保溫、隔熱等問題。保護(hù)管安裝位置和誤差實(shí)例2. 響應(yīng)速度雖然鎧裝熱電偶比安裝保護(hù)管的熱電偶響應(yīng)速度快，但是，使用安裝了保護(hù)管的熱電偶，能夠增加強(qiáng)度、耐腐蝕、防熱以及易于維護(hù)。在熱導(dǎo)率大的水中和熱導(dǎo)率小的空氣中，響應(yīng)速度是不同的。下圖為帶不銹鋼保護(hù)管的具有代表性的響應(yīng)速度的示例，保護(hù)管內(nèi)徑和外徑的不同不會(huì)對(duì)響應(yīng)時(shí)間有影響。3. 防止保護(hù)管因卡曼振動(dòng)而破裂的措施在管道中插入保護(hù)管時(shí)，下游會(huì)產(chǎn)生旋渦。該旋渦稱為卡曼旋渦，會(huì)導(dǎo)致保護(hù)管發(fā)生卡曼振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)頻率與保護(hù)管的固有振動(dòng)頻率一致時(shí)，會(huì)發(fā)生共振，導(dǎo)致保護(hù)管破裂以及溫度檢測元件斷線。在流體為液體且流速非?？斓那闆r下，必須防止共振發(fā)生。計(jì)算保護(hù)管自身的固有頻率和卡曼旋渦頻率，選擇保護(hù)管長度和外形尺寸時(shí)，需使