熱電偶溫度傳感器是由兩種不同的導(dǎo)體連接在一起,構(gòu)成一個(gè)閉合的回路,當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí),在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),該電動(dòng)勢(shì)就是著名的“塞貝克溫差電動(dòng)勢(shì)”簡稱“熱電動(dòng)勢(shì)”。
熱電偶就是通過測量熱電動(dòng)勢(shì)來實(shí)現(xiàn)測溫的。當(dāng)此測量點(diǎn)受到加熱時(shí),將產(chǎn)生使熱電流運(yùn)動(dòng)的力量,其大小等于溫度不同的測量點(diǎn)和另外一端(參考接點(diǎn))間的溫度差,直接測量端叫工作端(熱端)接線端子端叫冷端,當(dāng)熱端和冷端存在溫差時(shí),就會(huì)在回路里產(chǎn)生熱電流,接上顯示儀表,儀表上就會(huì)指示所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)的對(duì)應(yīng)溫度值,電動(dòng)勢(shì)隨溫度升高而增長。
熱電偶溫度傳感器(熱電溫度計(jì))是以熱電偶為測溫元件,由儀表顯示出溫度的一種儀器。廣泛用來測量-200~1300℃范圍內(nèi)的溫度,在特殊情況下,可測2800℃的高溫或4K的低溫,運(yùn)用也是最普遍,市場占有量也是最大的。
常用熱電偶絲材及其性能:
1、鉑銠10-鉑熱電偶(分度號(hào)為S,也稱為單鉑銠熱電偶該熱電偶的正極成份為含銠10%的鉑銠合金,負(fù)極為純鉑;它的特點(diǎn)是:
(1)熱電性能穩(wěn)定、抗氧化性強(qiáng)、宜在氧化性氣氛中連續(xù)使用、長期使用溫度可達(dá)1300℃,超達(dá)1400℃時(shí),即使在空氣中、純鉑絲也將會(huì)再結(jié)晶,使晶粒粗大而斷裂;
(2)精度高,它是在所有熱電偶中,準(zhǔn)確度等級(jí)最高的,通常用作標(biāo)準(zhǔn)或測量較高的溫度;
(3)使用范圍較廣,均勻性及互換性好;
(4)主要缺點(diǎn)有:微分熱電勢(shì)較小,因而靈敏度較低;價(jià)格較貴,機(jī)械強(qiáng)度低,不適宜在還原性氣氛或有金屬蒸汽的條件下使用。
2、鉑銠13-鉑熱電偶(分度號(hào)為R,也稱為單鉑銠熱電偶)
該熱電偶的正極為含13%的鉑銠合金,負(fù)極為純鉑,同S型相比,它的電勢(shì)率大15%左右,其它性能幾乎相同,該種熱電偶在日本產(chǎn)業(yè)界,作為高溫?zé)犭娕加玫米疃?,而在中國,則用得較少;
3、鉑銠30-鉑銠6熱電偶(分度號(hào)為B,也稱為雙鉑銠熱電偶)
該熱電偶的正極是含銠30%的鉑銠合金,負(fù)極為含銠6%的鉑銠合金,在室溫下,其熱電勢(shì)很小,故在測量時(shí)一般不用補(bǔ)償導(dǎo)線,可忽略冷端溫度變化的影響;長期使用溫度為1600℃,短期為1800℃,因熱電勢(shì)較小,故需配用靈敏度較高的顯示儀表。
B型熱電偶適宜在氧化性或中性氣氛中使用,也可以在真空氣氛中的短期使用;即使在還原氣氛下,其壽命也是R或S型的10~20倍;由于其電極均由鉑銠合金制成,故不存在鉑銠-鉑熱電偶負(fù)極上所有的缺點(diǎn)、在高溫時(shí)很少有大結(jié)晶化的趨勢(shì),且具有較大的機(jī)械強(qiáng)度;同時(shí)由于它對(duì)于雜質(zhì)的吸收或銠的遷移的影響較少,因此經(jīng)過長期使用后其熱電勢(shì)變化并不嚴(yán)重、缺點(diǎn)價(jià)格昂貴(相對(duì)于單鉑銠而言)。
4、鎳鉻-鎳硅(鎳鋁)熱電偶(分度號(hào)為K)
該熱電偶的正極為含鉻10%的鎳鉻合金,負(fù)極為含硅3%的鎳硅合金(有些國家的產(chǎn)品負(fù)極為純鎳)??蓽y量0~1300℃的介質(zhì)溫度,適宜在氧化性及惰性氣體中連續(xù)使用,短期使用溫度為1200℃,長期使用溫度為1000℃,其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系近似線性,價(jià)格便宜,是目前用量最大的熱電偶。
K型熱電偶是抗氧化性較強(qiáng)的賤金屬熱電偶,不適宜在真空、含硫、含碳?xì)夥占把趸€原交替的氣氛下裸絲使用;當(dāng)氧分壓較低時(shí),鎳鉻極中的鉻將擇優(yōu)氧化,使熱電勢(shì)發(fā)生很大變化,但金屬氣體對(duì)其影響較小,因此,多采用金屬制保護(hù)管。