热电偶技术参考信息

2021-11-05       来源:www.weilianchina.com       

热电偶技术参考信息


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1. 什么是热电偶(它们是如何工作的)?
热电偶是一种用于在许多过程中测量温度的传感器。热电偶由两个由不同金属制成的线腿组成,它们的一端固定在一起,形成一个连接点。当该结经历温度变化时,就会产生电压,然后可以测量该电压并将其作为温度的参考。这也称为“塞贝克效应”。
什么是热电偶(它们是如何工作的)? 维连温度传感器

2. 不同的热电偶类型
热电偶有不同的金属组合,每种金属在温度范围、耐用性、抗振性、耐化学性和应用兼容性方面都有其独特的特性。

•贱金属热电偶或K、J、T 和E 型成本相对较低,因此是最受欢迎的热电偶,它们通常用于广泛的中低温应用。

•贵金属热电偶或R、S和B型比贱金属热电偶具有更大的电阻,但是它们具有铂导体,因此价格昂贵得多。它们通常用于高温应用。

下图显示了所有主要贱金属和诺贝尔热电偶类型的热电偶特性以及温度与 mV 输出的关系。这表明热电偶传感器具有相对线性的输出。
不同的热电偶类型 维连温度传感器

3. 热电偶结构
热电偶结构由在测量点焊接在一起并沿长度​​彼此绝缘的两个导体组成,通常具有外部保护护套。

PVC、硅橡胶、FEP 或 PTFE 绝缘体等材料最常用于高达 250°C 的应用,玻璃纤维或陶瓷用于高于 250°C 的温度。对于中等温度范围(400 到 1200°C),热电偶保护套通常是金属,例如不锈钢或合金 600,并且可以是机械加工的口袋,旨在适应特定的过程。在通常高于 1100°C 的高温下,使用陶瓷护套。

与传感器相比,保护护套的选择和设计通常需要更多考虑,因为它们更昂贵,并且必须提供免受化学或物理攻击的保护。护套通常是定做的,因为它们是专门为适应特定过程或应用而设计的。

4. 热电偶结
热电偶探头可提供三种主要连接类型之一:接地、绝缘或外露,如下图所示。
热电偶结 维连温度传感器
• 在未接地 或绝缘探头中,热电偶结点与外护套材料隔离,这会减少任何电气干扰并提供稳定读数,但会导致响应时间变慢,并且通常比接地或暴露的替代方案更昂贵。

• 在接地 热电偶的尖端 ,热电偶结是物理连接的,是外护套的一个组成部分。由于从护套到热电偶结的良好传热,响应时间比未接地结快;然而,读数有时可能不稳定。

• 裸露的 接点要么没有外护套,要么热电偶接点延伸到外护套之外。不建议在腐蚀性环境中使用它们,但在正确的应用中以低成本提供非常快的响应时间。

5. 矿物绝缘热电偶
矿物绝缘热电偶由外部金属护套组成,用于容纳热电偶导体;然后在护套中填充高度压实的氧化镁粉末,以防止导体在固定连接点以外的任何点接触。这种结构允许护套根据使用者的需要弯曲或成形,但在使用过程中保持刚性。整个组件是密封的,为导体提供了免受操作环境影响的全面保护。

提供 2 芯(单芯)或 4 芯(双芯)和一系列外护套材料,包括 25/20 (310) 级不锈钢(耐腐蚀,适用于含硫环境)、合金 600(严重腐蚀环境以高温)和 Nicrobel D(推荐与 K 型和 N 型热电偶一起使用,具有良好的高温强度和在氧化、渗碳、还原和真空环境中的优异性能)。

6a. 为什么要使用矿物绝缘热电偶?
快速反应

矿物粉末的高密度促进了导体和护套之间的快速热传递。

高度灵活

矿物绝缘电缆非常灵活,可以形成各种角度和形状,以确保完美贴合应用。这也允许在难以进入的位置轻松安装。

温度范围宽

矿物绝缘传感器是一种流行的选择,因为它们具有非常宽的温度范围。防火并且可以暴露在比合成护套电缆高得多的温度下。

使用寿命

电缆的结构保证了较长的导体寿命,由于护套和绝缘粉末保护它们,它们能够承受腐蚀等环境条件。
使用寿命  维连温度传感器

6b. 矿物绝缘热电偶的最小弯曲半径
矿物绝缘热电偶的最小弯曲半径 维连温度传感器
矿物绝缘热电偶可以弯曲成许多复杂的形状。但是,有一个最小弯曲半径,它是电缆直径的 3 倍。

上图显示了一根直径为 3 毫米的 MI 电缆在其最小弯曲处。要计算最小弯曲半径,只需将电缆直径乘以 3,因此 3mm 电缆的最小弯曲内半径必须为 3 x 3 = 9mm。

要计算周长(图 1 中的 18 毫米),只需将半径(图 1 中的 9 毫米)乘以 2。这是将 MI 电缆成型为所需形状的最小尺寸。

7. 有哪些不同类型的热电偶可用?

热电偶

我们仅使用 1 类材料制造符合 IEC584 标准的K 型、T 型、J 型、N 型、R 型、S 型和 B型工业温度测量用热电偶传感器。热电偶可以像裸线传感器一样简单,也可以是用于高温应用的纯铂陶瓷护套 R 型组件。

 

线状热电偶

线材热电偶是相当简单的传感器,它们以低成本提供非常快的响应时间,但由于大多数线材传感器被“暴露”,因此通常不适合在工业应用中使用。线状热电偶是温度测量应用的理想选择,例如测试和测量、温度映射和 OEM 应用。如果您正在寻找用于通用目的的低成本基本传感器,线状热电偶是一个不错的起点。

 

装配式热电偶

该系列探头具有用于更多工业应用的保护性加工护套,包括熔炉、热处理、机械和水处理等。它们可用于您选择的结点:接地、绝缘或暴露(取决于要求),具有广泛的端接,例如引线、变送器、插头或工业头组件,以适应各种应用

 

表面热电偶

一系列用于永久或临时温度测量的表面热电偶可用于许多应用,包括研发、暖通空调、管道、空调和温度测绘。表面热电偶非常受欢迎,因为它们可以用于多种类型的表面,包括不平整和圆形表面,它们也非常易于使用,并且通常非常容易更换和定位。

 

通用热电偶

虽然我们的许多传感器都有不止一种用途,但这一系列的传感器是我们最多样化的。它们包括用于塑料行业的卡口式热电偶、用于制药和高压釜应用的负载探头。以及各种热电偶,例如用于通用温度测量的垫圈、叶片和螺栓探头。

 

矿物绝缘热电偶

我们的标准矿物绝缘热电偶系列如下所示,但是如果您需要专门满足您要求的产品,请联系我们,因为我们也按订单生产。矿物绝缘热电偶坚固、灵活,可以制成很长的长度和很宽的直径范围。

手持式热电偶

维连制造各种手持式热电偶传感器,与数字手持式温度计一起使用,用于各种应用中的表面、空气或插入温度测量,例如食品、餐饮、饮料、冷藏设施或环境校准类型 K、J 和 T。我们还生产手持 Pt100 RTD,可根据要求提供定制产品。

8. 选择热电偶的 7 个步骤
在选择合适的热电偶传感器时,需要考虑很多因素。
客户经常带着图纸、规格、照片或只是他们想要什么的想法来找我们,我们通常从那里拿走。

通过提出几个问题,我们通常可以确定您想要什么热电偶。然而,在许多情况下,我们的客户只能从组织内的第三方客户或工程师那里获得最少信息的情况下采购项目。

或者,您可能只是有一个需要测量温度的新应用程序,而您从未购买过此类产品。再次,我们能够提供帮助。

下面我们将讨论您需要考虑的 7 个步骤,以便为您的应用选择合适的热电偶。

1.校准

您知道您需要的热电偶类型吗?例如类型 K、T 或 J。如果不是,这是您需要考虑的第一件事。无论您将热电偶连接到什么位置,通常都会确定这一点。此外,这将决定热电偶的精度。

 

2. 应用

正在测量什么?热电偶是测量液体、表面还是气体?它是否必须位于管道或容器中,还是机器或设备的一部分?

 

3. 环境

需要考虑哪些方面?例如,它是否需要具有耐化学性、IP 等级、ATEX 认证、食品用途、高振动?

 

4. 地点

热电偶如何固定到应用中,例如;壁挂式、手持式、室外或室内。它是否需要配件才能固定到位?

 

5. 工作范围

(例如 0 – 1000 摄氏度)这是选择热电偶时的主要限制因素,因为它决定了结构中使用的材料以及许多情况下的校准类型。

 

6. 物理注意事项

长度、直径和尺寸要求是什么?它是否需要弯曲或非常长?

 

7. 与应用程序的连接

热电偶连接的是什么?是否需要接线端子、连接器、电线或变送器?

如果您能回答这些问题,那么您应该能够确定您想要的热电偶。为了帮助您,我们有一个易于使用的问卷,可以完成并返回给我们,或者您可以简单地致电或发送电子邮件给我们提出您的问题,我们随时为您提供帮助。

9. RTD 与热电偶比较视频
一份实用指南,可帮助您为您的应用选择合适的产品。
 

需要更多资讯可以联系我们维连工程师。电话/微信18717811268 黄工 邮箱 sales@weilianchina.com

 

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