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标准化与非标准化热电偶的区分

点击次数:88  发布时间:2020-08-31

1. 热电极材料及其性质

热电极材料应满足下述要求:1)热电势及热电势率(灵敏度)大,热电势与温度间呈线性关系;2)电导率高,电阻温度系数小;3)物理、化学性能稳定(长期使用时,可保证热电特性稳定);4)复制性好(可批量生产),便于互换;5)机械加工性好,便于安装6)价格便宜。

2. 标准化热电偶

标准化热电偶:是制造工艺较成熟、应用广泛、能批量生产、性能优良而稳定并已列入专业或国家工业标准化文件中的热电偶。标准化文件对同一型号的标准化热电偶规定了统一的热电极材料及其化学成分、热电性质和允许偏差,也就是说,标准化热电偶具有统一的分度表分度表是以表格的形式反映电势温度之间的关系,需注意的是:该电势温度关系是在冷端温度为0时得出的,使用应特别注意。同一型号的标准化热电偶具有互换性,使用十分方便。

目前,国际上已有8种标准化热电偶,这些热电偶的型号(有时也称分度号)、电极材料、可测的温度范围以及使用特点见下表。

注:电极材料的前者为正极,后者为负极,紧跟的数字为该材料的百分含量。温度测量范围是热电偶在良好的使用环境下测温的极限值,实际使用时,特别是长时间使用,一般允许的测温上限是极限值的60%~80%。

 

分度号

材料

温度范围(℃)

使用特点

S

铂铑10-铂

-50~1768

金属易提纯,复制准确度和测温准确度较高,物化性能稳定,1300℃以下的氧化或中性介质长期使用。价格昂贵,热电势小,热电特性非线性较大,不能在还原气氛及含有金属或非金属蒸气的气氛中使用。300℃以上最准确的热电偶。

R

铂铑13-铂

-50~1768

基本性能和使用条件与S分度号热电偶相同,只是热电势略大,欧美国家使用较多。

B

铂铑30-铂铑6

0~1820

可在1600℃以下的氧化、中性环境中长期使用,不能在还原气氛及含有金属或非金属蒸气的气氛中使用。热电势及热电势率较S分度号热电偶小,冷端温度低于50℃时,不必进行冷端温度补偿

K

镍铬-镍硅

-270~1372

金属热电偶,直径3.2mm的热电偶可在1200℃的高温下长期使用。在500℃以下的还原性、中性和氧化性气氛中可靠工作。500℃以上,只能在还原性、中性的气氛中工作。热电势率比S分度号热电偶大4~5倍,且温度电势关系接近线性

N

镍铬硅-镍硅

-270~1300

 

E

镍铬-铜镍合金(康铜)

-270~1000

金属热电偶,直径3.2mm的热电偶可在750℃的高温下长期使用,也适合于低温(0℃以下)、潮湿环境测温。是热电势率MAX高的标准化热电偶。

J

铁-铜镍合金(康铜)

-210~1200

适合于氧化、还原性气氛,亦可在真空、中性气氛中使用,不能在538℃以上的含硫气氛中使用。稳定性好、灵敏度高、价格低廉。正极铁易锈蚀

T

铜-铜镍合金(康铜)

-270~400

适合于氧化、还原、真空、中性气氛中使用,具有潮湿气氛抗腐蚀性,特别适合于0℃以下的测温。主要特点:稳定性好、低温灵敏度高、价格低廉,100~200℃测温准确度MAX高

 

3.非标准化热电偶

非标准化热电偶无论在使用范围或数量上均不及标准化热电偶。但在某些特殊场合,如:高温、低温、超低温、高真空和有核辐射的被测对象中,这些热电偶具有某些特别良好的性能。非标准化热电偶没有统一的分度表。非标准化热电偶有钨铼系热电偶(钨的熔点为3387℃,铼的熔点为3180℃,用于测量高达2760℃的温度);铱铑系热电偶,能在弱还原性介质中测量2000℃高温,适用于航天技术;双铂钼热电偶有较低的中子俘获面积,专用于核反应堆测温;非金属热电偶如碳化物、硼化物、氮化物,使得不用贵金属也能在氧化性气氛中测高温。由于非金属热电偶复制性差,机械强度差,在使用中受到较大的限制。

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