簡介
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鎧狀熱電偶具有能彎曲、耐高壓、熱回響時間快和堅固耐用等許多優點,它和工業用裝配式熱電偶一樣,作為測量溫度的感測器,通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調節器配套使用,同時,亦可以作為裝配式熱電偶的感溫元件。它可以直接測量各種生產過程中從0℃~800℃範圍內的液體、蒸汽和其氣體介質以及固體表面的溫度。與裝配式熱電偶相比,鎧裝熱電偶具有可彎曲、耐高壓、熱回響時間短和堅固耐用等優點。
工作原理
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鎧裝熱電偶的結構原理是,是由導體、高絕緣氧化鎂、外套1Cr18Ni9Ti不鏽鋼保護管,經多次一體拉制而成。鎧裝熱電偶產品主要由接線盒、接線端子和鎧裝熱電偶組成基本結構,並配以各種安裝固定裝置組成。
特點
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國際上套用的熱電偶具有一個標準規範,國際上規定熱電偶分為八個不同的分度,分別為B,R,S,K,N,E,J和T,其測量溫度的最低可測零下270攝氏度,最高可達1800攝氏度,其中B,R,S屬於鉑系列的熱電偶,由於鉑屬於貴重金屬,所以他們又被稱為貴金屬熱電偶而剩下的幾個則稱為廉價金屬熱電偶。熱電偶的結構有兩種,普通型和鎧裝型。普通性熱電偶一般由熱電極,絕緣管,保護套管和接線盒等部分組成,而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲,絕緣材料和金屬保護套管三者組合裝配後,經過拉伸加工而成的一種堅實的組合體。但是熱電偶的電信號卻需要一種特殊的導線來進行傳遞,這種導線我們稱為補償導線。不同的熱電偶需要不同的補償導線,其主要作用就是與熱電偶連線,使熱電偶的參比端遠離電源,從而使參比端溫度穩定。補償導線又分為補償型和延長型兩種,延長導線的化學成分與被補償的熱電偶相同,但是實際中,延長型的導線也並不是用和熱電偶相同材質的金屬,一般採用和熱電偶具有相同電子密度的導線代替。補償導線的與熱電偶的連線一般都是很明了,熱電偶的正極連線補償導線的紅色線,而負極則連線剩下的顏色。一般的補償導線的材質大部分都採用銅鎳合金。
冷端的溫度補償
由於鎧裝熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是採用貴金屬時),而測溫點到儀表的距離都很遠,為了節省鎧裝熱電偶材料,降低成本,通常採用補償導線把鎧裝熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩定的控制室內,連線到儀表端子上。必須指出,熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極,使鎧裝熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上,它本身並不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補償作用。因此,還需採用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。在使用鎧裝熱電偶補償導線時必須注意型號相配,極性不能接錯,補償導線與鎧裝熱電偶連線端的溫度不能超過100℃。
測溫原理
電偶是用兩種不同成份的導體焊接在一起,兩端溫度不同時,在迴路中就會有熱電勢產生,因此勢電偶是通過測量電勢從而測量溫度的一種感溫原件,它是一種變換器,它能將溫度信號轉變為電信號再由顯示儀表顯示出來。熱電偶測量溫度的基本原理是熱電效應,將兩種不同成份的金屬導體首尾相連線成閉合迴路,如兩接點的溫度不等,則在迴路中就會產生熱電動勢,形成熱電流,這就是熱電效應。熱電偶就是將兩種不同的金屬材料一端焊接而成,焊接的一端叫做測量端,未焊接的一端叫做參考端,參考端在使用時通常恆定在一定的溫度(如00C)當對測量端加熱時,在接點處有熱電勢產生。如參考端溫度恆定,其熱電勢的大小和方向只與兩種金屬材料的特性和測量端的溫度有關,而與勢電偶的精細和長短無關。當測量端的溫度改變後,勢電勢也隨之改變,並且溫度和熱電勢之間有一固定的函式關係,利用這個關係就可以測量溫度。
測量範圍
常用的溫度儀表有鎧裝熱電偶。
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分度號:S或LB-3上限1300℃(短時1600℃)。B或LL-2上限1600℃(短時1800℃)K或EU-2上限1200℃(短時1300℃)T或CK上限-200~350℃(短時400℃)E或EA-2上限-200~900℃:測量精度高、性能穩定、靈敏度高、套用範圍廣、可遠距離策問、實現溫度自動控制和記錄。鉑,最高測溫650℃,Pt50,Pt100,銅電阻:
技術指標
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鎧裝熱電偶熱回響時間在溫度出現階躍變化時,熱電偶的輸出值變化至相當於該階躍變化的某個規定百分數所需要的時間,稱為熱回響時間,用τ表示(取50%時用τ0.5表示)。
鎧裝熱電偶熱回響時間τ0.5(秒)
註:絕緣電阻用MΩ·m表示,即為常溫絕緣電阻與鎧裝偶長度的乘積。
例如:1000MΩ·m表示:1m長的試樣的絕緣電阻為
1000MΩ,10m長的試樣的絕緣電阻為100MΩ。
對於長度小於1m的鎧裝偶,按1m計算。
插座式接線盒和帶補償導線的鎧裝熱電偶不在此例。
測量範圍和準確度
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熱回響時間
在溫度出現階段變化時,熱電偶的輸出變化至相當於該階躍變化的50%所需的時間稱為熱電回響時間鎧裝熱電偶熱回響不大於下表的規定
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形式
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接殼式 :熱回響時間短;公稱壓力大(可達34MPa);不適用於有電磁干擾的場合。
絕緣式:熱回響時間較前兩種長,使用壽命長;抗電磁干擾;在對熱回響時間無特殊要求的場合多採用此種形式。
分離式:雙支,避免信號干擾,其特點同絕緣式。
基本結構
鎧裝熱電偶主要由接線盒、接線端子和鎧裝熱電偶元件等組成基本結構,並配以各種安裝固定裝置。安裝固定型式 固定裝置是供用戶安裝時使用。鎧裝熱電偶有:無固定裝置、固定卡套式,可動卡套式,固定法蘭式,可動法蘭式五種結構型式。固定卡套式只供一次性固定使用,可動卡套式可做多次固定使用。
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測量端(熱端)結構形式
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檢定方法
金屬熔體快速鎧裝熱電偶的檢定方法及裝置。該裝置主要由一能容納兩隻被測偶端部石英管的扁加熱線圈、兩隻與被測偶形狀相同的鎧裝熱電偶及相應的控溫顯示輸出裝置構成。檢定方法是首先利用兩隻校準熱電偶找出扁加熱線圈中使這兩隻校準偶熱電勢相同的點,用被檢偶取代其中的一隻校準偶,在其它條件不變的情況下,待被檢偶的讀數穩定後與校準偶的讀數相比較即可知被檢偶的量值是否準確。此方法提供了快速測溫熱電偶的實驗室檢定手段,可對快速測溫熱電偶在多個溫度點上進行測試並作出全面的評價。其特徵在於:a、該裝置是由一扁加熱線圈、一對校準鎧裝熱電偶及控溫顯示輸出裝置構成。b、檢定方法是先將兩隻校準熱電偶從加熱線圈兩端相對插入,使鎧裝熱電偶熱端接觸,通過改變校準熱電偶在加熱線圈中的位置使兩隻校準熱電偶的熱電勢相同,用被測快速熱電偶取代其中一隻校準熱電偶,讀取其穩定狀態下的熱電勢值與校準熱電偶熱電勢進行比對即可知被測快速鎧裝熱電偶的準確度。
安裝及檢修須知
1、 安裝之前必須經過校驗;
2、壓塊安裝高度必須一致,通常在層面以上150~200mm處;
3、壓塊焊接要求用三麵點焊,熱偶插入口不要點焊,側麵點焊要注意別將止動螺絲給焊死了;
4、管道壁溫應該上下對稱安裝;
5、鎧裝熱電偶必須插入到位,止動螺絲緊到位;
6、鎧裝熱電偶引出建議使用小槽盒;
7、鎧裝熱電偶固定必須使用不鏽鋼絲替代;
8、鎧裝熱電偶與爐牆接口處必須包紮,然後穿入自製的保護管引出;
9、為了預防鍋爐的沉降,建議使用過渡接線盒,然後再用補償導線連線至前置器;
10、爐牆與前置器的橋架或者保護管不應是封閉式的,要預防高熱流直接進前置器而損壞了裡面的元件
11、前置器安裝位置不能過遠,否則熱偶長度不夠;
12、接線應該正確
鎧裝熱電偶帶來出彩的性能
應市場和不同領域的需求,新型熱電偶層出不窮,這些新的熱電偶形式通常具有更強的行業匹配性和特徵,鎧裝熱電偶當屬其中比較突出的一種。比起普通的熱電偶,它更具特色,尤其在特性上表現更出色,那么,它究竟帶來哪些出彩的地方呢?鎧裝熱電偶一般可以測量0~1300℃範圍內的氣體、液體和蒸汽及固體表面或內部溫度,可以配套數字儀表、記錄調節儀表、PLC、數據採集器或計算機使用,作為新一代的溫度感測器,它可廣泛用於冶金、石油、化工、電力、輕工、紡織、食品、國防及科研等各部門。
基本特性
鎧裝熱電偶 具有能彎曲、耐高壓、熱回響時間快和堅固耐用等優點,鎧裝熱電偶與裝配式熱電偶一樣,作為測量溫度的感測器,通常鎧裝熱電偶和顯示儀表、記錄儀和電子調節器配套使用,同時,鎧裝熱電偶亦可以作為裝配式熱電偶的感溫元件。鎧裝熱電偶可以直接測量各種生產過程中從0℃~1100℃範圍內的液體、蒸汽和氣體介質以及固體表面的溫度。通過對鎧裝熱電偶各項參數及特徵的介紹,大家應該對此有了更深層的了解。熱電偶是需要根據實際情況和要求來選取的,並非通用的,選擇最適宜的產品才能給生產帶來有益的效果,否則只會徒增煩惱,給質量帶來不必要的困擾。