耐高溫?zé)犭娕脊ぷ髟砑坝悬c(diǎn)介紹
更新時(shí)間:2015-09-06 點(diǎn)擊次數(shù):2038
一、耐高熱電偶介紹:
熱電偶屬于接觸式溫度測(cè)量?jī)x表是工業(yè)生產(chǎn)中zui常用的溫度檢測(cè)儀表之一。它直接測(cè)量溫度,并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn) 熱電偶換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào),通過(guò)電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。
二、耐高熱電偶工作原理:
熱電偶是一種感溫元件,它把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào),通過(guò)電氣儀表轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),回路中就會(huì)有電流通過(guò),此時(shí)兩端之間就存在Seebeck電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì),這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極,溫度較高的一端為工作端,溫度較低的一端為自由端,自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù)關(guān)系,制成熱電偶分度表;分度表是自由端溫度在0℃時(shí)的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí),只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同,熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測(cè)溫時(shí),可接入測(cè)量?jī)x表,測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)后,即可知道被測(cè)介質(zhì)的溫度。
三、耐高熱電偶優(yōu)點(diǎn):
熱電偶是工業(yè)中常用的溫度測(cè)溫元件,具有如下特點(diǎn):
①測(cè)量精度高:熱電偶與被測(cè)對(duì)象直接接觸,不受中間介質(zhì)的影響。
②熱響應(yīng)時(shí)間快:熱電偶對(duì)溫度變化反應(yīng)靈敏。
③測(cè)量范圍大:熱電偶從-40——+1600℃均可連續(xù)測(cè)溫。
④性能可靠,機(jī)械強(qiáng)度好。
⑤使用壽命長(zhǎng),安裝方便。
四、耐高熱電偶的種類及結(jié)構(gòu):
(1)熱電偶的種類
熱電偶有K型(鎳鉻-鎳硅)WRN系列,N型(鎳鉻硅-鎳硅鎂)WRM系列,E型(鎳鉻-銅鎳)WRE系列,J型(鐵-銅鎳)WRF系列,T型(銅-銅鎳)WRC系列,S型(鉑銠10-鉑)WRP系列,R型(鉑銠13-鉑)WRQ系列,B型(鉑銠30-鉑銠6)WRR系列等。
(2)熱電偶的結(jié)構(gòu)形式:
熱電偶的基本結(jié)構(gòu)是熱電極,絕緣材料和保護(hù)管;并與顯示儀表、記錄儀表或計(jì)算機(jī)等配套使用。在現(xiàn)場(chǎng)使用中根據(jù)環(huán)境,被測(cè)介質(zhì)等多種因素研制成適合各種環(huán)境的熱電偶。熱電偶簡(jiǎn)單分為裝配式熱電偶,鎧裝式熱電偶和特殊形式熱電偶;按使用環(huán)境細(xì)分有耐高溫?zé)犭娕?,耐磨熱電偶,耐腐熱電偶,耐高壓熱電偶,隔爆熱電偶,鋁液測(cè)溫用熱電偶,循環(huán)硫化床用熱電偶,水泥回轉(zhuǎn)窯爐用熱電偶,陽(yáng)極焙燒爐用熱電偶,高溫?zé)犸L(fēng)爐用熱電偶,汽化爐用熱電偶,滲碳爐用熱電偶,高溫鹽浴爐用熱電偶,銅、鐵及鋼水用熱電偶,抗氧化鎢錸熱電偶,真空爐用熱電偶,鉑銠熱電偶等。
熱電偶也叫溫差電偶,是zui早出現(xiàn)的一種熱電探測(cè)器件。其工作原理是溫差電效應(yīng)。例如,由兩種不同的導(dǎo)體材料構(gòu)成的接點(diǎn),在接點(diǎn)處可產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向與該接點(diǎn)處兩種不同的導(dǎo)體材料的性質(zhì)和兩接點(diǎn)處的溫差有關(guān)。如果把這兩種不同的導(dǎo)體材料接成回路,當(dāng)兩個(gè)接頭處溫度不同時(shí),回路中即產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象稱為溫差電效應(yīng)或塞貝克效應(yīng)。構(gòu)成溫差電偶的材料,既可以是金屬,也可以是半導(dǎo)體。在結(jié)構(gòu)上既可以是線、條狀的實(shí)體,也可以是利用真空沉積技術(shù)或光刻技術(shù)制成的薄膜。實(shí)體型的溫差電偶多用于測(cè)溫,薄膜型的溫差電堆(由許多個(gè)溫差電偶串聯(lián)而成)多用于測(cè)量輻射,例如,用來(lái)標(biāo)定各類光源,測(cè)量各種輻射量,作為紅外分光光度計(jì)或紅外光譜儀的輻射接收元件等。
五、耐高熱電偶應(yīng)用
1 熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償
在生產(chǎn)實(shí)際中,由于熱電偶的工作端(測(cè)量端)與冷端(參比端)離得很近,而且冷端又暴露在工作環(huán)境之中,因而容易受到周圍工作環(huán)境溫度波動(dòng)的影響,所以冷端溫度難以保持恒定,造成測(cè)量不準(zhǔn)。實(shí)際應(yīng)用是用補(bǔ)償導(dǎo)線,將熱電偶的冷端延伸至溫度較低和比較穩(wěn)定的地方。
在使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí),要注意兩個(gè)問(wèn)題。其一,補(bǔ)償導(dǎo)線的型號(hào)要與熱電偶的型號(hào)相配。其二,熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接端所處的溫度不超過(guò)100℃,否則補(bǔ)償導(dǎo)線所產(chǎn)生的金屬導(dǎo)體的溫差電勢(shì)不能忽略。
2 熱電偶的安裝
1、熱電偶的安裝應(yīng)盡可能保持垂直,以防止保護(hù)套管在高溫下產(chǎn)生變形,但在有流速的情況下,則必須迎著被測(cè)介質(zhì)的流向插入,以保證測(cè)溫元件與流體的充分接觸。
2、熱電偶應(yīng)安裝在有保護(hù)層的管道內(nèi),以防止熱量散失。
3、熱電偶安裝在負(fù)壓管道中時(shí),必須保證測(cè)量處的密封性,以防止外界冷空氣進(jìn)入,使讀數(shù)偏低。
4、熱電偶的接線盒面蓋應(yīng)向上,入線口應(yīng)向下,以避免雨水或灰塵進(jìn)入接線盒,影響測(cè)量精度。
六、水泥企業(yè)常用熱電偶的選擇
對(duì)于不同的測(cè)量系統(tǒng)或不同的工藝要求,我們可以根據(jù)其系統(tǒng)或工藝的測(cè)量范圍、測(cè)量狀態(tài)和介質(zhì)情況選用不同類型的熱電偶,工業(yè)熱工(如新型干法生產(chǎn)線的窯)常用的熱電偶見表1。
1、WRR熱電偶
其熱電特性在高溫下zui為穩(wěn)定,適宜于在氧化性和中性介質(zhì)中使用,但其產(chǎn)生的熱電勢(shì)小,因而靈敏度低,響應(yīng)速度慢,而且價(jià)格昂貴。由于WRR在低溫時(shí)熱電勢(shì)極小,因此當(dāng)熱電偶冷端溫度在40℃以下時(shí),一般不需要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。
2、WRP熱電偶
適宜于在氧化性或中性介質(zhì)中使用,耐高溫,不易氧化和腐蝕,有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和較高的測(cè)量精度,可用于精密溫度測(cè)量和作基準(zhǔn)熱電偶(校準(zhǔn)用熱電偶)。
3、WRN熱電偶
適宜于在氧化性和中性介質(zhì)中使用。500℃以下低溫范圍內(nèi),也可在還原性介質(zhì)中進(jìn)行測(cè)量。其突出優(yōu)點(diǎn)是熱電勢(shì)大,靈敏度高,響應(yīng)速度快,線性度好,測(cè)溫范圍較寬,造價(jià)低,因而在工礦企業(yè)應(yīng)用廣泛。
4、WRE熱電偶
適宜在還原性或中性介質(zhì)中使用,其熱電勢(shì)比較大,靈敏度高,線性度非常好,價(jià)格便宜,缺點(diǎn)是測(cè)溫上限不高。
在進(jìn)行熱電偶的選型時(shí),除要注意上述熱電偶的使用環(huán)境、測(cè)量范圍、測(cè)量精度、靈敏度和響應(yīng)速度之外,還要注意熱電偶保護(hù)套管的結(jié)構(gòu)、材料、耐壓強(qiáng)度及保護(hù)套管的插入深度等。對(duì)于精度要求較高,響應(yīng)速度和靈敏度要求較高的工藝測(cè)量點(diǎn),必須選用較貴重的S型熱電偶;對(duì)于溫度較高,響應(yīng)速度和靈敏度要求不很高的工藝測(cè)量點(diǎn),選用B型熱電偶:一般的工藝參數(shù)測(cè)量,我們選用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的K型或E型熱電偶。例如:我公司窯尾煙室和分解爐的溫度測(cè)量,我們多選用S型或K型熱電偶。因?yàn)檫@兩處為動(dòng)態(tài)溫度場(chǎng),其溫度隨噴煤量的變化而變化,要準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)此兩處的溫度,則熱電偶必須有較高的靈敏度和熱響應(yīng)速度。我公司窯頭和三次風(fēng)管(入窯尾煙室處)的溫度測(cè)量多選用B型熱電偶;而一、二、三級(jí)預(yù)熱器出口處的溫度測(cè)量多選用K型熱電偶;旋風(fēng)分離器出口、烘干破碎機(jī)出口、窯尾電除塵器出入口的溫度測(cè)量多選用E型熱電偶。