熱電偶原理
熱電偶是一對兩端連接的金屬線,當(dāng)兩端觸點(diǎn)之間產(chǎn)生溫差時(shí),在這個(gè)閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢,使電路中產(chǎn)生電流。該熱電動(dòng)勢的大小和極性由兩端的溫度和兩根金屬線的組合決定,不受金屬線的粗細(xì)或長度的影響。因此,可以通過預(yù)先知道特定熱電偶在每個(gè)溫度下的熱電動(dòng)勢來測量溫度。這些各種熱電偶的溫度和熱電動(dòng)勢特性被JIS、IEC等標(biāo)準(zhǔn)化為熱電動(dòng)勢表,并且在世界范圍內(nèi)被標(biāo)準(zhǔn)化。
不言而喻,應(yīng)根據(jù)溫度測量范圍、測量位置的情況、所需的精度等選擇適合該熱電偶的導(dǎo)線,并且即使長期連續(xù)使用也必須始終具有相同的性能時(shí)間。我們生產(chǎn)JIS標(biāo)準(zhǔn)B、R、S、N、K、E、J和T熱電偶,但我們也生產(chǎn)W-5Re/W-26Re熱電偶等。請選擇適合您用途的熱電偶。
熱電偶結(jié)構(gòu)
實(shí)際上,熱電偶由熱電偶線、保護(hù)管、接線盒、絕緣體和其他必要的安裝硬件組成。
1.熱電偶線
熱電偶導(dǎo)線的類型如下頁所示,導(dǎo)線的末端被焊接以形成溫度測量結(jié)點(diǎn)。
2.保護(hù)管
它保護(hù)熱電偶線和絕緣體免受周圍環(huán)境的影響,并連接安裝支架、接線盒等。根據(jù)溫度測量位置,保護(hù)管會(huì)受到極其惡劣的工作條件的影響。需要選擇適合使用溫度、氣氛、用途等的材料和形狀。
3.接線盒及端子板
這是連接補(bǔ)償導(dǎo)體和熱電偶的接線盒。除了防滴EL型(壓鑄鋁制成)外,我們還有適合使用目的的其他類型的材料和形狀。
4.絕緣子
用于熱電偶線之間及與保護(hù)管之間的絕緣并防止短路,采用JIS 2級絕緣體。
5.安裝支架
在保護(hù)管上安裝安裝支架,將熱電偶固定到測量位置。
除上述以外,還有一種不帶保護(hù)管使用的類型。只需在 EXE 或 EXS 等涂層熱電偶線的安裝熱端,您就可以創(chuàng)建適合簡單測量的熱電偶。特別是,EXS型使用FEP等聚四氟乙烯系樹脂,通過用相同的材料模制熱接觸部,可以形成絕緣型。
熱電偶的類型 (JIS C1602)
種類 | 特征 | |
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象征 | 構(gòu)成材料 | |
B | Pt-30Rh/Pt-6Rh | 一種熱電偶,由含 70% 鉑和 30% 銠的鉑銠合金腿和含 94% 鉑和 6% 銠的鉑銠合金腿組合而成。其耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)于R熱電偶,可在高達(dá)1800℃的溫度下使用。 |
R | Pt-13Rh/鉑 | 一種熱電偶,由含有 87% 鉑和 13% 銠的鉑銠合金 + 腿與純鉑 - 腿組合而成。一般來說,熱電偶在氧化氣氛中具有優(yōu)異的耐熱性和穩(wěn)定性,并且具有良好的精度。它在還原性氣氛或金屬蒸氣中往往極其弱。 |
S | 鉑-10Rh/鉑 | 一種熱電偶,由含 90% 鉑和 10% 銠的鉑銠合金 + 腿與純鉑 - 腿組合而成。 |
N | Ni-Cr-Si/Ni-Si | 這些熱電偶稱為 Nicrosil(+ 腿)和 Nisil(- 腿),具有與 K 熱電偶非常相似的成分和特性。這是 K 熱電偶的改進(jìn)版本,增加了 Si 的添加量以提高耐熱性。 |
K | 鎳鉻/鎳鋁 | 這是一種熱電偶,組合了主要由鎳和鉻制成的合金+腿和主要由鎳制成的合金-腿。它是工業(yè)上的熱電偶,雖然在氧化氣氛中表現(xiàn)出相當(dāng)大的電阻,但在還原氣氛中卻很弱,特別不適合在含有一氧化碳、二氧化硫氣體、硫化氫等的氣氛中使用。 |
E | 鎳鉻/銅鎳 | 結(jié)合了 K 型熱電偶的 + 支路和 J 型熱電偶的 - 支路的熱電偶。它相對于溫度具有極大的熱電動(dòng)勢,因此適合在氧化氣氛中使用。 |
J | 鐵/銅鎳 | 一種熱電偶,結(jié)合了鐵正極腳和主要由銅和鎳制成的合金負(fù)極腳。它能抵抗還原性氣氛,并且對氫和碳也具有耐用性。它不適合在氧化氣氛中使用,因?yàn)殍F氧化很快。價(jià)格相對較低,適合中溫應(yīng)用。 |
T | Cu/Cu-Ni | 一種熱電偶,其結(jié)合了由銅制成的正極腿和由主要由銅和鎳制成的合金制成的負(fù)極腿。在300°C以下的溫度下可以獲得高精度,特別適合-200°C至+100°C之間的低溫。也適用于弱氧化和還原氣氛。 |
各國熱電偶公差和適用標(biāo)準(zhǔn)列表
S t a n d a r d sT y p e s | JIS C1602 | IEC 60584-2 | ASTM E230 | |||||
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Temperature range | C l a s s | Tolerance ℃ | C l a s s | Tolerance ℃ | Temperature range | C l a s s | Tolerance ℃ | |
B | 600℃ or higher and lower than 1,700℃ | 2 | ±0.0025|t| | 2 | ±0.0025|t| | 870℃ or higher and lower than 1,700℃ | STD. | ±0.5% |
600℃ or higher and lower than 800℃ | 3 | ±4 | 3 | ±4 | ||||
800℃ or higher and lower than 1,700℃ | ±0.005|t| | ±0.005|t| | ||||||
R&S | 0℃ or higher and lower than 1,100℃ | 1 | ±1 | 1 | ±1 | 0℃ or higher and lower than 1,450℃ | STD. | ±1.5or ±0.25% |
0℃ or higher and lower than 600℃ | 2 | ±1.5 | 2 | ±1.5 | SP. | ±0.6or ±0.1% | ||
600℃ or higher and lower than 1,600℃ | ±0.0025|t| | ±0.0025|t| | ||||||
N&K | -40℃ or higher and lower than +375℃ | 1 | ±1.5 | 1 | ±1.5 | 0℃ or higher and lower than +1,260℃ | STD. | ±2.2or ±0.75% |
+375℃ or higher and lower than +1,000℃ | ±0.004|t| | ±0.004|t| | ||||||
-40℃ or higher and lower than +333℃ | 2 | ±2.5 | 2 | ±2.5 | SP. | ±1.1or ±0.4% | ||
+333℃ or higher and lower than +1,200℃ | ±0.0075|t| | ±0.0075|t| | ||||||
-167℃ or higher and lower than +40℃ | 3 | ±2.5 | 3 | ±2.5 | -200℃ or higher and lower than 0℃ | STD. | ±2.2or ±0.2% | |
-200℃ or higher and lower than -167℃ | ±0.015|t| | ±0.015|t| | ||||||
E | -40℃ or higher and lower than +375℃ | 1 | ±1.5 | 1 | ±1.5 | 0℃ or higher and lower than +870℃ | STD. | ±1.7or ±0.5% |
+375℃ or higher and lower than +800℃ | ±0.004|t| | ±0.004|t| | ||||||
-40℃ or higher and lower than +333℃ | 2 | ±2.5 | 2 | ±2.5 | SP. | ±1or ±0.4% | ||
+333℃ or higher and lower than +900℃ | ±0.0075|t| | ±0.0075|t| | ||||||
-167℃ or higher and lower than +40℃ | 3 | ±2.5 | 3 | ±2.5 | -200℃ or higher and lower than 0℃ | STD. | ±1.7or ±1% | |
-200℃ or higher and lower than -167℃ | ±0.015|t| | ±0.015|t| | ||||||
J | -40℃ or higher and lower than +375℃ | 1 | ±1.5 | 1 | ±1.5 | 0℃ or higher and lower than +760℃ | STD. | ±2.2or ±0.75% |
+375℃ or higher and lower than +750℃ | ±0.004|t| | ±0.004|t| | ||||||
-40℃ or higher and lower than +333℃ | 2 | ±2.5 | 2 | ±2.5 | SP. | ±1.1or ±0.4% | ||
+333℃ or higher and lower than +750℃ | ±0.0075|t| | ±0.0075|t| | ||||||
T | -40℃ or higher and lower than +125℃ | 1 | ±0.5 | 1 | ±0.5 | 0℃ or higher and lower than +370℃ | STD. | ±1or ±0.75% |
+125℃ or higher and lower than +350℃ | ±0.004|t| | ±0.004|t| | ||||||
-40℃ or higher and lower than +133℃ | 2 | ±1.0 | 2 | ±1.0 | SP. | ±0.5or ±0.4% | ||
+133℃ or higher and lower than +350℃ | ±0.0075|t| | ±0.0075|t| | ||||||
-67℃ or higher and lower than +40℃ | 3 | ±1.0 | 3 | ±1.0 | -200℃ or higher and lower than 0℃ | STD. | ±1or ±1.5% |
(1)容差是指用標(biāo)準(zhǔn)熱電動(dòng)勢表換算熱電動(dòng)勢得到的溫度減去測溫結(jié)溫度得到的值的允許值。
(2)ASTM 公差為攝氏度或測量溫度的百分比,以較大者為準(zhǔn)。
(3)|t| 是以攝氏度表示的測量溫度,無論 + 或 - 符號如何。
(4)1 級、2 級和 3 級對應(yīng)于舊 JIS 級 0.4、0.75 和 1.5。
(5)JIS、BS、DIN標(biāo)準(zhǔn)與IEC標(biāo)準(zhǔn)相同。
(6)ASTM 標(biāo)準(zhǔn)是舊的 ANSI 標(biāo)準(zhǔn)。
(7)采用當(dāng)年版本的標(biāo)準(zhǔn)。
金屬保護(hù)管材質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)尺寸
( )型 為 JIS 符號 | 材質(zhì)符號 | 尺寸(φmm) | 長度 (毫米) | 正常使用溫度 限制(℃)*1 | 特征 | |
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外徑 | 內(nèi)徑 | |||||
304不銹鋼 (SUS304) | A | 10 | 7 | 2000年 | 900 | 優(yōu)異的耐熱性、耐酸性、耐堿性。對硫和還原性氣體敏感。 |
12 | 9 | |||||
15 | 11 | 3950 | ||||
21.7 | 15.7 | |||||
316不銹鋼 (SUS316) | C | 10 | 7 | 2000年 | 900 | 耐熱性、耐酸性、耐堿性與304SS相同,但高溫下的耐腐蝕性更*。 |
12 | 9 | |||||
15 | 11 | 3950 | ||||
21.7 | 15.7 | |||||
316LSS (SUS316L) | 化學(xué)發(fā)光 | 10 | 7 | 2000年 | 900 | 這是減少了 C 含量的 316SS,使其成為一種耐晶間腐蝕的材料。 |
12 | 9 | |||||
15 | 11 | 3950 | ||||
21.7 | 16.1 | |||||
310S不銹鋼 (SUS310S) | D | 15 | 11 | 3950 | 1000 | 它是一種耐熱鋼,Ni-Cr含量高,在高溫下抗氧化。 |
21.7 | 16.1 | |||||
27.2 | 21.4 | |||||
蘇赫446 | 磷 | 21.7 | 16.1 | 3950 | 1000 | 采用27Cr鋼制成,耐熱、耐還原焰、耐硫氣。 |
4C54 (山特維克P4) | 21.3 | 16 | ||||
26.9 | 21.6 | |||||
UMCo50 | U | 22 | 16 | 3950 | 1150 | 由鈷基合金制成,具有很強(qiáng)的耐熱性和耐磨性,還耐硫氣。 |
27 | 21 | |||||
INCONEL600 (NCF600eq) | 乙 | 22 | 16 | 3950 | 1050 | 在高溫氧化和還原氣氛中均。 |
鈦 | 時(shí)間 | 15 | 11 | 3950 | 250 | 它在低溫下具有優(yōu)異的耐腐蝕性,但在高溫下會(huì)因氧化而變脆。 |
17.3 | 12.7 | |||||
21.7 | 16.1 | |||||
27.2 | 21.6 |
非金屬保護(hù)管材質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)尺寸
種類 | 材質(zhì)符號 | 尺寸(φmm) | 長度 (毫米) | 正常使用溫度 限制(℃)*1 | 特征 | |
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O.D.外徑 | I.D.外徑 | |||||
氧化鋁 | P1 | 8 | 5 | 1000 | 1500 | 相當(dāng)于JIS R1401 PT1,在高溫氧化還原氣氛中極其穩(wěn)定,在高溫下具有優(yōu)異的耐腐蝕性。適用于測量爐溫1600℃以上的熔融金屬。 |
10 | 6 | |||||
13 | 9 | |||||
15 | 11 | |||||
17 號 | 13 | |||||
20 | 15 | |||||
高鋁 _ | P0 | 8 | 5 | 1000 | 1600 | 相當(dāng)于JIS R1401 PT0的耐熱性、耐腐蝕性、電絕緣性、機(jī)械強(qiáng)度高。由于其硬度高,因此具有優(yōu)異的耐磨性。 |
10 | 6 | |||||
13 | 9 | |||||
15 | 11 | |||||
20 | 16 | |||||
15 | 6 | |||||
20 | 10 | |||||
炭化珪素 耐火物 | 吉克 | 20 | 12 | 1000 | 1600 | 高耐火性和高導(dǎo)熱性。耐鋅、鋁、鉛、酸、堿。它能耐受快速加熱和冷卻,并具有優(yōu)異的抗剝落性。適用于雙保護(hù)管的外管。 |
25 年前 | 17 號 | |||||
30 | 20 | |||||
35 | 25 | |||||
40 | 25 | |||||
45 | 30 | |||||
50 | 30 | |||||
60 | 40 |
※1正常工作溫度限制基于 JIS 和制造商目錄等,并非保證值。
線徑使用溫度限制
Thermocouple types | Element Diameters | Use Temperature Limit(℃) | Applied Protection Tube Dimension | |||
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Symbols | Outer Diameter | Normal Operating Temperature Limit | Overheated Operating Temperature Limit | Metal Protection Tubes(Φmm) | Non-metal Protection Tubes(Φmm) | |
B | L | 0.5 | 1500 | 1700 | ー | 15×11 |
R | L | 0.5 | 1400 | 1600 | ー | 15×11 |
S | L | 0.5 | 1400 | 1600 | ー | 15×11 |
N | D | 3.2 | 1200 | 1250 | 21.7×16.1 | ー |
C | 2.3 | 1100 | 1150 | 21.7×16.1 | ー | |
B | 1.6 | 1050 | 1100 | 15×11 | ー | |
A | 1.0 | 950 | 1000 | 12×9 | ー | |
K | D | 3.2 | 1000 | 1200 | 21.7×16.1 | ー |
C | 2.3 | 900 | 1100 | 21.7×16.1 | ー | |
B | 1.6 | 850 | 1050 | 15×11 | ー | |
A | 1.0 | 750 | 950 | 12×9 | ー | |
H | 0.65 | 650 | 850 | 10×7 | ー | |
E | B | 1.6 | 550 | 600 | 15×11 | ー |
A | 1.0 | 500 | 550 | 12×9 | ー | |
H | 0.65 | 450 | 500 | 10×7 | ー | |
T | 0.32 | 300 | 400 | 10×7 | ー | |
J | C | 2.3 | 550 | 750 | 21.7×16.1 | ー |
B | 1.6 | 500 | 650 | 15×11 | ー | |
A | 1.0 | 450 | 550 | 12×9 | ー | |
H | 0.65 | 400 | 500 | 10×7 | ー | |
T | B | 1.6 | 300 | 350 | 15×11 | ー |
A | 1.0 | 250 | 300 | 12×9 | ー | |
H | 0.65 | 200 | 250 | 10×7 | ー | |
T | 0.32 | 200 | 250 | 10×7 | ー |
基本型
EXE:帶蓋熱電偶
玻璃涂層熱電偶適用于的測量。線徑 φ0.32 和 0.65 作為標(biāo)準(zhǔn)庫存。
外徑B×A:約1.4×2.3(φ0.32)/約2.3×4.1(φ0.65)
EXS:帶蓋熱電偶
FEP(4-6 氟樹脂)涂層熱電偶適合簡單測量。線徑 φ0.32 和 0.65 作為標(biāo)準(zhǔn)庫存。此外,我們還有超細(xì)線徑φ0.06、φ0.1包覆PFA絕緣的產(chǎn)品。我們還可以制造采用相同材料模制的絕緣型。
外徑B×A:約1.1×1.7(φ0.32)/約1.7×2.8(φ0.65)
TC:帶絕緣體的熱電偶
這是最基本的型號,由于采用絕緣體(陶瓷)進(jìn)行絕緣,因此可以在高溫下使用。只能在室內(nèi)使用。用于簡單測量或作為 TCW 或 TCG 的替換元件。
TCW:帶金屬保護(hù)管的戶外型熱電偶
該類型包含金屬保護(hù)管和防滴接線盒,適合一般戶外環(huán)境使用。熱電偶與絕緣體結(jié)合在一起。
TCP:帶非金屬保護(hù)管的戶外型熱電偶
該類型具有附有非金屬保護(hù)管的防滴接線盒,適合一般戶外環(huán)境使用。用于高溫的 R 型和 S 型。
TCG:帶防爆金屬保護(hù)管的熱電偶
適用于煉油廠、石化廠等可能產(chǎn)生爆炸性氣體的危險(xiǎn)場所。