標(biāo)準(zhǔn)化與非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的區(qū)分
1. 熱電極材料及其性質(zhì)
熱電極材料應(yīng)滿足下述要求:1)熱電勢及熱電勢率(靈敏度)大,熱電勢與溫度間呈線性關(guān)系;2)電導(dǎo)率高,電阻溫度系數(shù)??;3)物理、化學(xué)性能穩(wěn)定(長期使用時,可保證熱電特性穩(wěn)定);4)復(fù)制性好(可批量生產(chǎn)),便于互換;5)機械加工性好,便于安裝6)價格便宜。
2. 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶
標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶:是制造工藝較成熟、應(yīng)用廣泛、能批量生產(chǎn)、性能優(yōu)良而穩(wěn)定并已列入專業(yè)或國家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化文件中的熱電偶。標(biāo)準(zhǔn)化文件對同一型號的標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶規(guī)定了統(tǒng)一的熱電極材料及其化學(xué)成分、熱電性質(zhì)和允許偏差,也就是說,標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶具有統(tǒng)一的分度表。分度表是以表格的形式反映電勢溫度之間的關(guān)系,需注意的是:該電勢溫度關(guān)系是在冷端溫度為0時得出的,使用應(yīng)特別注意。同一型號的標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶具有互換性,使用十分方便。
目前,上已有8種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶,這些熱電偶的型號(有時也稱分度號)、電極材料、可測的溫度范圍以及使用特點見下表。
注:電極材料的前者為正極,后者為負(fù)極,緊跟的數(shù)字為該材料的百分含量。溫度測量范圍是熱電偶在良好的使用環(huán)境下測溫的極限值,實際使用時,特別是長時間使用,一般允許的測溫上限是極限值的60%~80%。
分度號 | 材料 | 溫度范圍(℃) | 使用特點 |
S | 鉑銠10-鉑 | -50~1768 | 金屬易提純,復(fù)制準(zhǔn)確度和測溫準(zhǔn)確度較高,物化性能穩(wěn)定,1300℃以下的氧化或中性介質(zhì)長期使用。價格昂貴,熱電勢小,熱電特性非線性較大,不能在還原氣氛及含有金屬或非金屬蒸氣的氣氛中使用。300℃以上準(zhǔn)確的熱電偶。 |
R | 鉑銠13-鉑 | -50~1768 | 基本性能和使用條件與S分度號熱電偶相同,只是熱電勢略大,歐美國家使用較多。 |
B | 鉑銠30-鉑銠6 | 0~1820 | 可在1600℃以下的氧化、中性環(huán)境中長期使用,不能在還原氣氛及含有金屬或非金屬蒸氣的氣氛中使用。熱電勢及熱電勢率較S分度號熱電偶小,冷端溫度低于50℃時,不必進(jìn)行冷端溫度補償。 |
K | 鎳鉻-鎳硅 | -270~1372 | 金屬熱電偶,直徑3.2mm的熱電偶可在1200℃的高溫下長期使用。在500℃以下的還原性、中性和氧化性氣氛中可靠工作。500℃以上,只能在還原性、中性的氣氛中工作。熱電勢率比S分度號熱電偶大4~5倍,且溫度電勢關(guān)系接近線性。 |
N | 鎳鉻硅-鎳硅 | -270~1300 |
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E | 鎳鉻-銅鎳合金(康銅) | -270~1000 | 金屬熱電偶,直徑3.2mm的熱電偶可在750℃的高溫下長期使用,也適合于低溫(0℃以下)、潮濕環(huán)境測溫。是熱電勢率MAX高的標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶。 |
J | 鐵-銅鎳合金(康銅) | -210~1200 | 適合于氧化、還原性氣氛,亦可在真空、中性氣氛中使用,不能在538℃以上的含硫氣氛中使用。穩(wěn)定性好、靈敏度高、價格低廉。正極鐵易銹蝕。 |
T | 銅-銅鎳合金(康銅) | -270~400 | 適合于氧化、還原、真空、中性氣氛中使用,具有潮濕氣氛抗腐蝕性,特別適合于0℃以下的測溫。主要特點:穩(wěn)定性好、低溫靈敏度高、價格低廉,100~200℃測溫準(zhǔn)確度MAX高。 |
3.非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶
非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶無論在使用范圍或數(shù)量上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶。但在某些特殊場合,如:高溫、低溫、超低溫、高真空和有核輻射的被測對象中,這些熱電偶具有某些特別良好的性能。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶沒有統(tǒng)一的分度表。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶有鎢錸系熱電偶(鎢的熔點為3387℃,錸的熔點為3180℃,用于測量高達(dá)2760℃的溫度);銥銠系熱電偶,能在弱還原性介質(zhì)中測量2000℃高溫,適用于航天技術(shù);雙鉑鉬熱電偶有較低的中子俘獲面積,于核反應(yīng)堆測溫;非金屬熱電偶如碳化物、硼化物、氮化物,使得不用貴金屬也能在氧化性氣氛中測高溫。由于非金屬熱電偶復(fù)制性差,機械強度差,在使用中受到較大的限制。