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測(cè)試測(cè)量

工業(yè)熱電偶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

星之球激光 來(lái)源:工控網(wǎng)2012-06-04 我要評(píng)論(0 )   

工業(yè)熱電偶是熱工監(jiān)測(cè)與 測(cè)試 的計(jì)量工具,在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。在當(dāng)前的生產(chǎn)工藝流程中,檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用越來(lái)越重要,尤其在對(duì)各種產(chǎn)品與構(gòu)件進(jìn)行無(wú)損擦傷...

       工業(yè)熱電偶是熱工監(jiān)測(cè)與測(cè)試的計(jì)量工具,在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。在當(dāng)前的生產(chǎn)工藝流程中,檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用越來(lái)越重要,尤其在對(duì)各種產(chǎn)品與構(gòu)件進(jìn)行無(wú)損擦傷、測(cè)量與計(jì)量方面,陶瓷熱電偶作用功不可沒(méi),對(duì)于提高質(zhì)量與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是不可或缺的。

  工業(yè)熱電偶工作原理是將兩種不同的導(dǎo)體與半導(dǎo)體連接成閉合回路,再將其兩個(gè)接點(diǎn)分別置于溫度各為T(mén)及TO的熱源中,則在該回路內(nèi)即可產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。而溫差電勢(shì)則是在同一導(dǎo)體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種熱電勢(shì)。由于高溫端(T)的電子能量比低溫端的電子能量大,因而從高溫端跑到低溫端的電子數(shù)比從低溫端跑到高溫端的要多,其結(jié)果是高溫端失去電子而帶正電荷,低溫端因得到電子而帶負(fù)電荷,從而形成一個(gè)靜電場(chǎng)。這樣在導(dǎo)體兩端便產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的電位差即溫差電勢(shì)。這樣在熱電偶回路中接入第三種材料的導(dǎo)線(xiàn),只要第三種導(dǎo)線(xiàn)兩端溫度相同,則第三種導(dǎo)線(xiàn)引入不會(huì)影響熱電偶的電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)此性質(zhì),在回路中引入各種儀表、連接導(dǎo)線(xiàn)等,不用擔(dān)心對(duì)熱電偶的影響,所以也可采用焊接法制成熱電偶。目前,數(shù)字顯示熱電偶正在成為工業(yè)測(cè)量?jī)x表的主流。

  工業(yè)熱電偶的種類(lèi):有鎳鉻一鎳硅熱電偶、鉑銠—鉑熱電偶、鎳鉻—考銅熱電偶等種類(lèi)。

  1、鎳鉻一鎳硅熱電偶:由鎳鉻與鎳硅制成,采用符號(hào)eu表示。熱電偶絲直徑一般為1.2~2.5。鎳鉻為正極,鎳硅為負(fù)極。eu熱電偶化學(xué)穩(wěn)定性高,可以在氧化性或中性介質(zhì)中長(zhǎng)時(shí)間地測(cè)量900℃以下的溫度,短期測(cè)量可達(dá)1200℃。若使用于還原性介質(zhì)中,則會(huì)很快地受到腐蝕,只能用于測(cè)量500℃以下的溫度。eu熱電偶具有復(fù)制性好,產(chǎn)生熱電勢(shì)大、線(xiàn)性好,價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。它的測(cè)量精度稍偏低些,但也能夠完全滿(mǎn)足于陶瓷工業(yè)的測(cè)量要求。尤其是在低溫陶瓷彩燒、低溫陶瓷烤花及半成品干燥方面,可成為常用的一種熱電偶。目前,我國(guó)已開(kāi)始以鎳硅材料代替鎳鋁合金材料。采用新材料制成的熱電偶,在抗氧化及熱電勢(shì)穩(wěn)定性方面都有很大提高,不過(guò)其材質(zhì)較脆且焊接性能與抗輻射性能差。由于兩種熱電偶的熱電性能幾乎一致。故原先的鎳鉻—鎳鉻熱電偶逐漸為鎳鉻—鎳硅熱電偶所取代。

  2、鉑銠—鉑熱電偶:系采用珍貴稀有金屬材料制成,由直徑0.5MM的純鉑絲和相同直徑的鉑銠絲(鉑90%與銠10%)制成,以符號(hào)LB表示。符號(hào)WR系指熱電偶。在LB熱電偶中鉑銠絲為正極,純鉑絲為負(fù)極。此種熱電偶可在0300℃以下范圍長(zhǎng)時(shí)間使用,在良好的使用環(huán)境中可短期測(cè)量1600℃的高溫。由于化工的發(fā)展,容易得到高純度的鉑和鉑銠材料,因此LB熱電偶的制作精度與測(cè)量準(zhǔn)確度高,可用于精密溫度測(cè)量與作基準(zhǔn)熱電偶使用。鉑銠—鉑熱電偶是陶瓷工業(yè)燒成中最常用的測(cè)溫用具,一般可用于建筑衛(wèi)生陶瓷、日用陶瓷及美術(shù)陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)。LB熱電偶在氧化性或中性介質(zhì)中具有較高的物理化學(xué)穩(wěn)定性。其主要不足在于熱電勢(shì)較弱。在高溫?zé)森h(huán)境中易受還原氣體所發(fā)出的蒸氣和金屬蒸氣的侵害而變質(zhì)。近年來(lái)采用高鋁瓷套管及碳化硅套管改變熱電偶保護(hù)材質(zhì),可有效****有害氣體的腐蝕,延長(zhǎng)使用壽命。由于LB熱電偶系貴稀金屬材料制作,故產(chǎn)品成本很高,需要使用中給予悉心照護(hù)。其售價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)其長(zhǎng)度大小而定,隨著新型窯爐大量采用先進(jìn)窯襯材料、窯墻變薄,熱電偶的長(zhǎng)度亦有縮短趨勢(shì)。通常長(zhǎng)度30CM~60CM的lb熱電偶,售價(jià)在1200元—5000元之間。

        3、鉑銠30—鉑銠6熱電偶:是以鉑銠30絲(其中鉑70%,銠30%)為正極、鉑銠6絲9(鉑含量94%,銠6%)為負(fù)極。它可以長(zhǎng)期用于測(cè)量高溫達(dá)1600℃的溫度,短期可測(cè)量1800℃超高溫度。ll熱電偶性能穩(wěn)定、精度高,適用于氧化性及中性介質(zhì)中使用。但它產(chǎn)生的熱電勢(shì)小,且價(jià)格昂貴。目前,特種陶瓷尤其是高溫結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品的燒成(如氧化鋯陶瓷、99氧化鋁陶瓷0)溫度均高達(dá)1600℃~1800℃范圍,采用ll熱電偶是完全可行的。隨著特種陶瓷產(chǎn)品系列的擴(kuò)展,各種適用于高溫及超高溫窯爐燒成的陶瓷熱電偶會(huì)獲得更大的用途。

  4、鎳鉻—考銅熱電偶:由鎳鉻材料與鎳、銅合金材料組成,采用符號(hào)ea表示。熱電偶絲的直徑一般為1.2mm~2mm,鎳鉻為正極,考銅為負(fù)極。適用于還原性或中性介質(zhì),長(zhǎng)期使用溫度不能超過(guò)600℃,短期測(cè)量可達(dá)800℃。ea熱電偶的特點(diǎn)是熱電靈敏度高,價(jià)格便宜,不過(guò)其測(cè)溫范圍低且狹窄,考銅合金絲容易因受氧化而變質(zhì)。更由于材料的質(zhì)地堅(jiān)硬而不易得到均勻的線(xiàn)徑。此種類(lèi)型的熱電偶可以使用于陶瓷坯體烘干器、陶瓷換熱器等場(chǎng)所,以便獲得較精確的溫度參數(shù),提高干燥與節(jié)能等效果。

  常規(guī)熱電偶在工業(yè)生產(chǎn)中的用途不斷擴(kuò)大的同時(shí),具有更佳功能的特殊熱電偶產(chǎn)品不斷問(wèn)世。如鎢錸系熱電偶,它是一種較好的超高溫?zé)犭娕疾牧?,其最高使用溫度受絕緣材料限制,一般可達(dá)到2400℃的使用條件。如在真空中以裸線(xiàn)測(cè)量時(shí)可用到更高溫度。目前,我國(guó)生產(chǎn)的鎢錸熱電偶,它以鎢錸5為正極、鎢錸20作負(fù)極。使用范圍為300℃~2000℃,分度精度可達(dá)±1%。目前,國(guó)際上某些氮化硅陶瓷燒結(jié)溫度已達(dá)到1800℃以上,采用鎢錸熱電偶進(jìn)行測(cè)溫是完全可行的。此外適用超導(dǎo)陶瓷生產(chǎn)使用的金鐵—鎳鉻低溫?zé)犭娕?,快速反?yīng)薄膜熱電偶及非金屬熱電偶材料,由于具備各種優(yōu)點(diǎn)和價(jià)格低廉、資源豐富,在工業(yè)生產(chǎn)中也得到了廣泛的應(yīng)用。

 

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