热电偶问答

热电偶的特性
温度读数公差
容差表示从适用温度 EMF 表转换的标准温度中减去温度读数或热结点温度后得到的最大允许值。

最高工作温度
工作温度极限是指热电偶可以在空气中连续使用的温度上限。

最大限制是指由于不可避免的情况，热电偶可以暂时使用的上限温度。

影响热电偶寿命的主要因素有：

●温度：当温度升高 50 °C 时，热电偶寿命会减少约 50%。
●直径：通过将线材直径增加一倍，寿命增加2-3倍。
●热循环：当热电偶经受从室温到 500°C 以上的热循环时，与在相同温度下连续使用的热电偶相比，其寿命会减少约 50%。
●保护：当热电偶被保护套覆盖并放置在陶瓷绝缘体中时，它们的寿命会大大延长。
热电偶响应时间
热电偶的响应时间通常定义为热电压（输出）达到阶跃变化温度最大值 63% 所需的时间。

它取决于几个参数，包括热电偶尺寸、结构、尖端配置和传感器所在介质的性质。

浸入长度
热电偶组件是“尖端”传感装置，可根据其结构将其用于表面和浸入式应用。

然而，必须小心使用浸入式，以避免由于过程中的茎传导而导致错误，这可能分别导致高或低读数。

一般规则是浸入介质中至其护套外径的最少 4 倍；不适用定量数据，但必须谨慎行事以获得有意义的结果。

表面温度测量
尽管热电偶组件主要是尖端传感装置，但保护管的使用使表面传感变得不切实际。

物理上，探头不适合表面呈现，蒸汽传导会导致读数错误。

如果热电偶要可靠地用于表面传感，它必须是暴露的、具有非常小的热质量的焊接接头，或者被封装在一个结构中，当连接到表面时，它允许真正的表面接触。

热套管尖端轮廓
以下是不同的热套管端部轮廓：

锥
外径沿浸入长度逐渐减小。用于高速应用。

平头
它的一端具有平坦的表面。用于低压应用或热套管周围的流动特性不重要的应用。

圆顶尖端
●这种热电偶套管在热电偶套管的一端具有半球形尖端。
●用于高压应用或热套管周围的流动特性很重要的地方。
●这确保了高度的机械强度，而不会失去指示器的灵敏度或准确性
球尖
●对于球形尖端，使用特殊钻头，尖端角度为 118ºC，用于生产热电偶套管。
●为了实现可能的均匀壁厚，尖端为球形或球形。
●用于高压应用或热套管周围的流动特性很重要的地方。
●这确保了高度的机械强度，而不会失去指示器的灵敏度或准确性。

热套管的基本结构
●Q 尺寸：过程连接或法兰热侧井柄的最厚部分。它取决于孔尺寸和过程连接尺寸。
●孔径热套管的内径。换言之，热套管或保护管的内部圆柱形空腔的直径标准孔径为 6.5 毫米、8.5 毫米。
●浸入 (“U”) 长度：在安装螺纹、法兰、衬套等下方延伸到过程区域中的热套管或保护管的长度。“U” 长度是从过程连接底部到热套管尖端测量的。
●Lagging Extension (“T”) 长度：除了标准头部长度外，热电偶套管的长度是使热电偶套管头部易于接触所需的长度，这使探头能够延伸穿过绝缘材料或墙壁。
●内部安装螺纹：热套管内的螺纹，用于连接热套管组件的两通和接头延长件的温度装置。

热套管测试
●材料测试
●尺寸测试
●静水压力测试
●染料渗透检测
●射线照相术

如何选择热电偶？
由于热电偶在较宽的温度范围内测量并且相对坚固，因此热电偶在工业中非常常用。

以下标准用于选择热电偶：

●温度范围
●热电偶或护套材料的耐化学性
●耐磨性和抗振性
●安装要求（可能需要与现有设备兼容；现有孔可能决定探头直径）

热电偶的响应时间是多少？
时间常数被定义为传感器在一组指定条件下达到温度阶跃变化的 63.2% 所需的时间。

传感器需要五个时间常数才能接近 100% 的阶跃变化值。外露结热电偶提供最快的响应。

此外，探头护套直径越小，响应速度越快，但最高温度可能会更低。

但是请注意，有时探头护套无法承受热电偶类型的整个温度范围。

我们如何知道选择哪种连接类型？
●护套热电偶探头可提供以下三种结类型之一：接地、不接地或裸露。
●在接地结探头的尖端，热电偶线物理连接到探头壁的内部。
●这导致从外部通过探头壁到热电偶结点的良好传热。
●在未接地的探头中，热电偶结点与探头壁分离。
●响应时间比接地型慢，但不接地型提供电气隔离。

如何在热电偶、电阻温度检测器 (RTD温度传感器)、热敏电阻和红外设备之间进行选择？
您必须考虑各种传感器以及可用仪器的特性和成本。

此外，热电偶通常可以在较宽的温度范围内测量温度，价格低廉且非常坚固，但它们不如 RTD 和热敏电阻准确或稳定。

RTD温度传感器稳定且具有相当宽的温度范围，但不如热电偶坚固且便宜。

由于它们需要使用电流进行测量，因此 RTD温度传感器 会因自热而产生误差。
热敏电阻往往比 RTD温度传感器 或热电偶更准确，但它们的温度范围要有限得多。它们也会自热。

红外传感器可用于测量高于任何其他设备的温度，并且无需直接接触被测表面。

然而，它们通常不那么准确并且对表面辐射效率（或更准确地说，表面发射率）敏感。

使用光纤电缆，他们可以测量不在直接视线范围内的表面。

什么是热电偶类型？
热电偶有不同的金属组合或校准。最常见的是称为 J、K、T、E 和 N 型的“贱金属”热电偶。

还有高温校准 - 也称为贵金属热电偶 - R、S、C 和 GB 型。

K型热电偶因其低成本和温度范围而被称为通用热电偶。

这种高温电线/热电偶采用多种材料生产，可提供 PVC、FEP、TFE、PFA、玻璃纤维和 Ceramaflex 绝缘材料。

但是，如果您在规格表上看到它被“类型”引用，则说明是指用于电线导体的金属合金类型：

●E 型 = 铬/康铜
●J 型 = 铁/康铜
●K 型 = Chromel/Alumel
●N 型 = Nicrosil/Nisil
●T 型 = 铜/康铜
当“X”跟在表示电缆中使用的合金的字母后面时，电缆是延伸等级。
在这些情况下，电缆类型列为 EX 型、JX 型、KX 型、NX 型或 TX 型。

热电偶级导线和延长级导线有什么区别？
这条线用于制作仪器的传感点，其中延伸等级线仅用于将热电偶信号从探头延伸回读取信号的仪器。

热电偶材料选择 ?
各种护套材料取决于应用。

以下列表将帮助您做出最佳选择：

●304 SS
最高温度为 1650°F (900°C)，是使用最广泛的低温护套材料。它具有良好的耐腐蚀性，但在 900°F 至 1600°F（480 至 870°C）范围内会发生碳化物沉淀。
●310 SS
最高温度为 2100°F (1150°C)，具有与 304 SS 相似的良好机械和耐腐蚀性。非常好的耐热性。不像 304 SS 那样具有延展性。
●316 S
最高温度为 1650°F (900°C)，具有奥氏体不锈钢中最好的耐腐蚀性。在 900°F 至 1600°F（480 至 870°C）下会发生碳化物沉淀
●Inconel®
最高温度为 2150°F (1175°C)，是使用最广泛的热电偶护套材料。良好的高温强度、耐腐蚀性和耐氯离子应力腐蚀、开裂和氧化。请勿在含硫环境中使用。
●Hastelloy X
最高温度 2200°F (1205°C)，广泛用于航空航天应用。耐氧化、还原和中性大气条件。优良的高温强度。

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