熱電偶的結(jié)構

1、熱電偶的結(jié)構熱電偶前端接合的形狀有3種類型，如圖2.5所示。可根據(jù)熱電偶的類型、線徑、使用溫度，通過氣焊、對焊、電阻焊、電弧焊、銀焊等方法進行接合。在工業(yè)應用中為了便于安裝及延長熱電偶的使用壽命，通常使用外加套管的方式。套管一般分為保護管型和鎧裝型。1. 帶保護管的熱電偶 是將熱電偶的芯線以及絕緣管插入保護管使用的熱電偶。保護管在防止芯線氧化、腐蝕的同時，還可以保持熱電偶的機械強度。保護管有多種類型，常用的如下表所示。材質(zhì)常用溫度最高使用溫度概要金屬保護管SUS304850950適用于高溫、酸性、堿性環(huán)境，不適用于氧化性、還原性氣體環(huán)境SUS316850950比SUS304在高溫中的耐蝕性好S

2、US301S10001100Ni、Cr的含量高，耐熱性強SandviRP41050120027Cr鋼，適用于高溫環(huán)境，不適用于氧化性、還原性氣體KanthalA-111001350Cr24%、A15.5%的耐熱鋼、在高溫中機械強度高鎳鉻合金11001250Ni80%、Cr20%、適用于氧化環(huán)境，不適用于硫化、還原性氣體環(huán)境非金屬保護管石英管QT10001050抗熱沖擊性強，但機械強度低陶瓷管PT214001450氧化鋁質(zhì)，氣密性優(yōu)高鋁管PT115001550同上，抗熱沖擊性弱剛玉管PT016001750高純度鋁管，抗熱沖擊性最弱碳化硅管SiC1250155013501600抗熱沖擊性強，但氣密

3、性差在雙保護管的外管上使用氮化硅管Si3N414001600與碳化硅管大致相同，適用于熔融鋁2. 鎧裝型熱電偶 鎧裝熱電偶的測量原理與帶保護管的熱電偶相同。它使用纖細的金屬管(稱為套管)作為上圖中絕緣管(陶瓷)的替代品，并使用氧化鎂(MgO)等粉末作為絕緣材料。由于其外徑較細且容易彎曲，所以最適合用來測量物體背面與狹小空隙等處的溫度。此外，與帶保護管的熱電偶相比，其反應速度更為靈敏。鎧裝熱電偶的套管外徑范圍較廣，可以拉長加工為8.0mm到0.5mm的各種尺寸。芯線拉伸得越細，常用溫度上限越低。如K型熱電偶，套管外徑0.5mm的常用溫度上限是600，8.0mm的是1050。熱電阻的結(jié)構如下圖所示

4、，熱電阻的元件形狀有3種，目前陶瓷封裝型占主導地位。陶瓷封裝型用于帶保護管的熱電阻以及鎧裝熱電阻。陶瓷與玻璃封裝型的鉑線裸線直徑為幾十微米左右，云母板型的約為0.05mm。引線則使用比元件線粗很多的鉑合金線。熱電阻元件的種類帶保護管的熱電阻圖例鎧裝熱電阻溫度傳感器的安裝方法1. 安裝實例和測量誤差熱電偶和熱電阻在設備中的安裝方法和測量誤差如下圖所示。安裝時要注意機械強度，特別是高溫中保護管的變形。另外，為了避免保護管的熱損失對元件溫度的影響，需要考慮流向和保護管的外形、插入長度、保溫、隔熱等問題。保護管安裝位置和誤差實例2. 響應速度雖然鎧裝熱電偶比安裝保護管的熱電偶響應速度快，但是，使用安裝了保護管的熱電偶，能夠增加強度、耐腐蝕、防熱以及易于維護。在熱導率大的水中和熱導率小的空氣中，響應速度是不同的。下圖為帶不銹鋼保護管的具有代表性的響應速度的示例，保護管內(nèi)徑和外徑的不同不會對響應時間有影響。3. 防止保護管因卡曼振動而破裂的措施在管道中插入保護管時，下游會產(chǎn)生旋渦。該旋渦稱為卡曼旋渦，會導致保護管發(fā)生卡曼振動，當振動頻率與保護管的固有振動頻率一致時，會發(fā)生共振，導致保護管破裂以及溫度檢測元件斷線。在流體為液體且流速非常快的情況下，必須防止共振發(fā)生。計算保護管自身的固有頻率和卡曼旋渦頻率，選擇保護管長度和外形尺寸時，需使