热电偶温度计在水电工程中的实际应用

热电偶温度计属于接触式温度测量仪器 温度是根据热电效应的原理测量的，即塞贝克效应(Seebeck effect)。它是温度测量仪器中常用的温度测量元件。 本文主要介绍热电偶温度计在水电工程中的应用，供读者参考。 1.热电偶热电偶温度计的基本原理属于接触式温度测量仪器 温度是根据热电效应的原理测量的，即塞贝克效应(Seebeck effect)。它是温度测量仪器中常用的温度测量元件。 将不同材料的导体A和导体B连接成一个闭环。接触温度测量点的一端称为测量端(或工作端)，另一端称为参考端(或自由端) 如果测量端和参考端的温度t和t0不同，则在回路的a和b之间产生热电势EAB(t，t0)。这种现象被称为塞贝克效应，即热电效应 EAB的大小随着导体甲和乙的材料以及两端的温度t0和t0而变化。这个循环被称为原型热电偶 在实际应用中，将A和B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端，并置于测量温度T，同时将参考端分开并通过导线连接到显示仪器，参考端触点的温度t0保持稳定。 由显示仪表测量的电势仅随着测量的温度t而变化 当第三金属材料连接到热电偶回路中时，只要材料的两个触点的温度相同，由热电偶产生的热电势将保持不变，即不会受到第三金属连接到回路中的影响。 因此，当热电偶测量温度时，在测量热电势之后，可以连接测量仪器以知道待测量介质的温度。 根据热电势和温度之间函数关系 可制成热电偶索引表 分度表是在自由端温度t0 = 0℃的条件下获得的 不同的热电偶有不同的毕业表 理论上，任何两个导体都可以制成热电偶，但并非所有材料都可以制成热电偶，因此热电极材料必须满足以下几点:(1)热电偶材料在经受温度后可以产生更高的热电势，热电势与温度的关系zui是线性或近似线性的单值函数；(2)能测量高温，在我国应用范围广。长期使用后，物理、化学和热电性能保持稳定。(3)材料要求电阻温度系数小、电阻率高、导电性好、热容量小。重现性好，便于批量生产和交换，便于制定统一的分度表；(4)良好的力学性能和均匀的材料；(5)资源丰富，价格低廉 为了确保热电偶可靠稳定地工作，对热电偶 (1)形成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；(2)两个热电极应相互绝缘良好，以防短路；(3)补偿导线与热电偶自由端的连接应方便可靠；(4)保护套应能确保热电极与有害介质完全隔离 热电偶温度计的特点是:(1)测量精度高 因为热电偶与测试对象直接接触，所以它不受中间介质的影响。 (2)测量范围广 常用热电偶可在-50℃至+1600℃范围内连续测量。某些特殊热电偶较大值可低至-269℃(如金、铁、镍和铬)，较大值可高达+2800℃(如钨铼) (3)结构简单，使用方便 热电偶通常由两种不同的金属线组成，不受尺寸和起点的限制。与外部保护套一起使用非常方便。 热电偶是一种温度传感元件，可以将温度信号转换成热电势信号，并可以通过与电测量仪器的合作来测量测量的温度 2.热电欧洲温度计的选择常用热电偶并可分为标准热电偶和非标准热电偶 标准热电偶指热电偶，有统一的标准分度表，国家标准规定了热电势与温度的关系、允许误差，并有与之匹配的显示仪表可供选择。 非标准化热电偶在范围或数量级上不如标准化热电偶好，一般没有统一的分度表，主要用于一些特殊场合的测量。 标准化热电偶，根据国际电工委员会国际标准生产 热电偶的毕业编号主要是S、R、B、N、K、E、J、T等。 其中，硫、氢和硼是贵金属热电偶，氮、钾、电、J和T是廉价金属热电偶 硫指数具有很强的抗氧化性，适合在氧化和惰性气氛中连续使用。长期使用温度为1400℃，短期使用温度为1600℃ 在所有热电偶中，s指数的学位等级zui较高，通常用作标准热电偶；与S指数相比，R指数具有几乎相同的性能，只是热电动力约为15%。在室温下，B指数的热电动势非常小，因此在测量过程中通常没有必要补偿导体。 其长期使用温度为1600℃，短期使用温度为1800℃ 可用于氧化性或中性气氛，或在真空中短时间使用。 氮指数(N index number)的特点是1300℃高温抗氧化性强，热电动力长期稳定性好，短期热循环重现性好，耐核辐射性和耐低温性好。它可以部分替代S指数热电偶；钾指数具有很强的抗氧化性，适合在氧化和惰性气氛中连续使用。长期使用温度为1000℃，短期使用温度为1200℃ 嘴广泛用于所有热电偶；指数的特点是它的热电动力较大，即高灵敏度较大，常用热电偶 应在0-800℃的氧化和惰性气氛中连续使用。J指数(J index number)的特点是既可用于氧化气氛(使用温度上限为750℃)又可用于还原气氛(使用温度上限为950℃)，耐H2和一氧化碳气体腐蚀，主要用于炼油和化工行业。测试指数的特征是所有廉价金属的中等较大高度热电偶，通常用于测量300℃以下的温度 由于热电偶材料通常很贵(特别是当使用贵金属时)，并且从温度测量点到仪器的距离很长，为了节省热电偶材料并降低成本，通常使用补偿线将热电偶的冷端(自由端)延伸到温度相对稳定的控制室，并将其连接到仪器端子。 必须指出的是，热电偶补偿导线的功能只是延伸热电极，并将热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子。它不能消除冷端温度变化对温度测量的影响，也没有补偿功能。 因此，需要其他校正方法来补偿冷端温度T0-Ne。0℃对温度测量的影响 使用热电偶补偿线时，必须注意与型号匹配，极性不得有误，补偿线和热电偶之间连接端的温度不得超过100℃ 冷端温度补偿器的型号应与热电偶型号一致，并应在规定的温度范围内使用。当冷端温度补偿器连接到热电偶时，极性不能错误；根据补偿器平衡点的温度调节仪器的起点，使指针指示平衡点的温度；带有自动补偿机构的显示仪表上未安装补偿器；补偿器必须定期检查和验证。 热电偶温度计在工业生产中有非常广泛的应用。热电偶的选择应首先基于测量温度的上限，并且热电偶的热电极和保护套应正确选择。根据测试对象的结构和安装特点，选择热电偶的规格和尺寸 热电偶根据结构形式可分为普通工业型、装甲型和特殊型 常用工业热电偶有:1。铂铑10-铂热电偶:属于贵金属热电偶，正极为铂铑合金，负极为铂，短期工作温度为1600℃，长期工作温度为1300℃，物理化学稳定性好，一般用于高精度要求的高温测量。 然而，材料更昂贵，热电势更小，并且刻度数是s 2.镍铬镍硅热电偶:是一种非贵金属，zui性能稳定，用途广泛，极富镍铬 短期工作温度为1200℃，长期工作温度为900℃ 这个热电偶的热电势比前一个大4-5倍，线性度较好，误差一般为(6-8)℃ 然而，它的热电极不容易变得均匀，容易氧化，稳定性差。 毕业编号是k。 3.镍铬康铜热电偶:正极为镍铬，短期工作温度为800℃，长期工作温度为60℃ 它是一种大热电势的zui 热电偶，测量精度高，但容易氧化。 毕业编号是e。 4.铜-康斯坦坦热电偶:这在低温下广泛使用热电偶。测量温度范围为(-200-+200)℃，稳定性好，低温灵敏度高，价格低廉。 毕业编号是t。 装甲热电偶由热电极、绝缘材料和金属套管组成。它可以做得很薄很长，并且可以根据使用中的测量要求弯曲。其特点是:热情低，热接点热容量小，使用寿命长，适应性强等。它被广泛使用。 在实际使用中，应特别注意补偿导线的使用。 通常连接在仪器和接线盒之间的补偿导体的热电特性与热电偶相同或相似。与热电偶连接后，不会产生大的额外热电势，也不会影响热电偶回路的总热电势。 如果用普通导线代替补偿导线，就不能达到补偿效果，从而降低了温度测量的精度。 因此，安装仪表接线时，用户应注意:当补偿线连接到热电偶时，极性不得反转，否则温度测量误差反而会增加。 在实际测量中，如果测量值与实际值相差太大，除了热电偶的安装位置不正确外，还有可能热电偶甚至导线被氧化和/或测量端的焊点出现砂眼热电偶 3.热电偶温度计安装热电偶和热阻温度计属于接触式温度计，因其不可替代的优势，已成为工矿企业和科研院所常用的测温仪器 热电偶和热阻传感器的正确安装是确保其测量精度和使用寿命的重要因素。 下面介绍几种常用的安装方法，希望能为大家的实际工作提供一些参考。 首先热电偶和热阻应尽可能垂直安装，以防止保护套在高温下变形。然而，在流速的情况下，必须逆着待测量介质的流动方向插入，以确保温度测量元件和流体之间的完全接触，从而确保其测量精度。 此外热电偶和热阻应尽可能安装在有保护层的管道中，以防止热量损失。 其次，当热电偶和热阻传感器安装在负压管道中时，必须确保测量处具有良好的密封性能，以防止外部冷空气进入并降低读数。 当热电偶和热阻传感器安装在室外时,热电偶的接线盒盖和热阻传感器应朝上，电线入口应朝下，以防止雨水或灰尘进入接线盒，损坏热电偶和热阻接线盒中的电线，影响其测量精度 应经常检查热电偶和热阻温度计处的接线情况，尤其是热电偶温度计处，因为补偿导线材料的硬度很高，很容易从端子上脱落并导致开路故障。因此，接线应良好，不要过多接触温度计的接线，并经常检查以获得正确的测量温度。 热电偶应安装在尽可能靠近待测温度控制点的地方。 为了防止沿热电偶的热传递或防止保护管影响测量温度，热电偶应浸入测量流体中，深度至少为直径的10倍。 测量固体温度时，热电偶应紧靠或紧密接触材料 为了减小至zui的热传导误差，应减小触点附近的温度梯度。 当使用热电偶测量管道中的气体温度时，如果管壁温度明显升高或降低，热电偶将向其辐射或吸收热量，从而显著改变测量温度 此时，可以使用辐射屏蔽使其温度接近气体温度，使用所谓的屏蔽类型热电偶 选择温度测量点时，应具有代表性。例如，当测量管道中的流体温度时，热电偶的测量端应在管道中流速较大的地方。 一般来说，热电偶保护套管末端应穿过流速中心线

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