(1)標準化熱電偶是指工藝成熟、可批量生產(chǎn)、性能ft良好、廣泛、應用業(yè)界標準文件中已有的一些熱電偶。 同一型號的標準化熱電偶是可交換的，具有統一的尺度表，使用方便，并且有其設置的顯示儀表。

現在國際上有8種標準化的熱電偶，其性能分布如表2-4所示，熱電動(dòng)勢和溫度的關(guān)系(熱電特性)如圖2-15所示。 在此，溫度的測定范圍是指熱電偶能夠在良好的使用環(huán)境下測定溫度的極值，在實(shí)際使用中，特別是在長(cháng)期使用中，通常能夠測定的溫度的上限是極限值的60~80%。 從圖2-15可以看出，熱電偶的熱電動(dòng)勢和溫度之間存在非線(xiàn)性，使用時(shí)需要進(jìn)行補償。

表2-4

標準化熱電偶

刻度

熱電偶名稱(chēng)

等級

溫度范圍/T

容許誤差

I

0-1100

±； 1℃

s

鉑銠1 ( )鉑

1100 -1600

±；

注:1.鉑銠1C )表示含有90%鉑、10%銠，以下相同。

2 .熱電偶的名稱(chēng)前面寫(xiě)著(zhù)正極材料，后面寫(xiě)著(zhù)負極材料。

3. f是被測定溫度，兩個(gè)t都是t的值。

4 .容許誤差以溫度偏差值或被測定溫度值的百分比表示，在兩者中采用zui較大的值。

1 )鉑銠I。 鉑熱電偶( s型) |該熱電偶可在1300℃(有些國家規定為1400 sc )以下的溫度范圍內長(cháng)期使用。 在良好的環(huán)境下可短期測量woot的高溫q。 在所有標準化熱電偶中，s型熱電偶的精度等級zui高，穩定性zui好，且測溫區域寬，壽命長(cháng)，可作為精密測量和標準熱電偶使用，適用于氧化性和惰性環(huán)境。 但是價(jià)格昂貴，熱電動(dòng)勢小，靈敏度低，熱電特性曲線(xiàn)的非線(xiàn)性大，不適合還原性氣氛和含有金屬和非金屬蒸汽的氣氛。

2 )鉑銠13鉑熱電偶( r型) r型與s型熱電偶相比，熱電動(dòng)勢稍大(約15% )，

然而，靈敏度仍然很低，其他特點(diǎn)相同。

3 )鉑銠3q； 柏銠6熱電偶( b型)。 b型熱電偶兩熱電極均為錫牌合金&rsquo； 因此，也稱(chēng)為鉑銠熱電偶，能夠長(cháng)期測定16001的高溫，能夠短期測定18001的高溫。 性能穩定，測量精度高，具有適合在氧化性和惰性氣氛中使用的特點(diǎn)，也適合在真空中短期使用，但b型熱電偶易被還原性氣氛侵蝕，熱電動(dòng)勢小，靈敏度低于s型熱電偶，且價(jià)格昂貴。 低溫下熱電動(dòng)勢極小，50T以下時(shí)補償冷溫度&lsquo；

4 )鎳鉻合金熱電偶( k型為工業(yè)廣泛使用的7種廉價(jià)金屬熱電偶，長(cháng)期使用的測溫上限達到1000T，短期測量達到BOOT，可配合氧化性和惰性氣氛使用|其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高(每1T變化的熱電動(dòng)勢變化為0. 04mV )，熱電動(dòng)勢為s型的4 ~5倍，熱電特性 缺點(diǎn)是精度低，不適合還原氣氛。 .

5 )鎳鉻合金單鎳硅熱電偶( n型) fN型熱電偶是新型鎳基合金測溫材料&rsquo； 國際上也是近20年來(lái)廉價(jià)金屬熱電偶合金材料研究取得的唯一重大成就。 n型熱電偶的測溫范圍為-200 ~1300℃，長(cháng)期使用測溫上限為1200℃，短期為1300℃。 其優(yōu)點(diǎn)在于，在相同條件、特別是1100 ~ 1300℃的高溫條件下，n型熱電偶的高溫穩定性及壽命與k型熱電偶相比倍增，接近s型熱電偶，但其價(jià)格僅為s型的1/20 . 在不能忍受其他金屬熱電偶時(shí)或不合理時(shí)能夠使用的400以上1300℃的范圍內，與k型熱電偶相比，n型熱電偶的熱電特性具有優(yōu)異的線(xiàn)性，因此在-200?1300℃的整個(gè)溫度范圍內，傾向于局部取代現有的賤金屬熱電偶。 但是，n型熱電偶因材料硬，在低溫區域(-200 ~400℃)的非線(xiàn)性誤差大。

6 )鎳鉻合金( e型) &bdquo； 這是I種標準化熱電偶中靈敏度zui高的熱電偶，能夠測定微小溫度的變化比較重要的低溫熱電偶t適合在-200 ~ +900℃范圍內的氧化性和惰性氣氛中使用，特別是濕度高的情況下，比其他熱電偶耐腐蝕，價(jià)格比k型熱電偶便宜的缺點(diǎn)是熱電均勻性差，還原

7 )鐵一康銅( j型yp為I行業(yè)廣泛使用的熱電偶，價(jià)格便宜靈敏度高，測量范圍廣，可在氧化或還原氣氛中使用，化工廠(chǎng)溫度測量_J型熱電偶的測量上限多，氧化性氣氛為7501，還原性氣氛為9501。 但是在高溫條件下，鐵熱電極的氧化速度加快，長(cháng)期使用溫度不得超過(guò)538T，必須選擇粗線(xiàn)徑的熱電偶線(xiàn)材。

8 )銅一康銅( t型)。 該熱電偶是幾個(gè)標準化熱電偶中zui便宜的14種，適合在-200 ~ +400T :的范圍內測溫。 優(yōu)點(diǎn)是熱電極線(xiàn)的均勻性好，熱電動(dòng)勢大，線(xiàn)性好，在低溫下具有良好的穩定性，可用于-200T的測定的左右低溫，在0 ~ 100X下可作為n級標準設備。 但是，再現性比拳頭的耐氧化性差，在氧化性氣氛中長(cháng)時(shí)間測定不得超過(guò)300T。

以上8種標準熱電偶中，前3種屬于金屬熱電偶，后5種屬于金屬熱電偶

(2)非標準化熱電偶非標準化熱電偶有鎢錸系、鉑銠系、銥銠系熱電偶等，一般使用*種類(lèi)。 未標準化的熱電偶也有熱電偶索引表，但一個(gè)熱電偶有索引表，不能共用索引表。

].)鎢錸系列熱電偶。 應用多種定型熱電偶，其特點(diǎn)是熱電動(dòng)勢大、靈敏度高，適合在干氫、真空和惰性氣氛中使用，但不適合在還原性氣氛、濕氫和氧化性氣氛中使用。 鎢錸熱電偶的zui高使用溫度一般是2400"C，沒(méi)有絕緣材料的制約，也可以測量更高的溫度。 列人中國國家標準的鎢錸系熱電偶有鎢錸3有鎢錸25、鎢錸5； 鎢錸26，其長(cháng)期使用溫度范圍為300 ~2000丈:我國鎢錸資源豐富，鎢錸熱電偶價(jià)格便宜，可部分替代貴金屬熱電偶，是高溫領(lǐng)域有前途的測溫元件。 鎢錸系列熱電偶的允許誤差如表2-5H所示

表2-5

鎢錸基熱電偶的允許誤差

刻度

熱電偶名稱(chēng)

測量端溫度/℃

允許誤差/℃

WRe3戰斗機

<； br/>； WRe25戰斗機

鎢錸3； 鎢錸25

0 -400

±； 4℃:

400 ?2300

±； 0. 01t

were5

<； br/>； wre 26戰斗機

鎢錸- 5鎢錸26

0 -400

±； 4℃

400 ~ 2300

±； 0.01t

2 )非金屬熱電偶。 近年來(lái)非金屬熱電偶的發(fā)展備受矚目。 其特征是熱電動(dòng)勢和熱電動(dòng)勢大大超過(guò)金屬熱電偶，熔點(diǎn)高，測溫上限高于金屬熱電偶，可用于氧化性和碳性氣氛等。 目前這類(lèi)熱電偶已成熟為石墨一碳化鈦熱電偶和碳化硼一石墨熱電偶等。 但是非金屬熱電偶具有重現性極差、脆性大、體積大、輸出非線(xiàn)性等缺點(diǎn)，需要在今后的研究中予以解決。

5 .熱電偶的結構形式

(1)組裝式熱電偶組裝式熱電偶主要用于測量氣體、氡和液體的溫度|這種類(lèi)型的熱電偶已經(jīng)成為標準形式，其中包括棒形、方形和錐形等|從安裝固定方式來(lái)看，有固定凸緣式、可動(dòng)法s式、固定螺紋式、焊接固定式、無(wú)固定式等。 組裝式熱電偶主要由端子箱、保護管、連接端子、絕緣套管和熱電極構成，如由各種安裝固定裝置構成1圖2-16a、b所示，是以凸緣式和螺紋式組裝熱電偶的結構

1 )熱電極。 熱電極是熱電偶的核心部分，其直徑取決于材料的價(jià)格、機械強度、電導率、用途和測溫范圍。 貴金屬，是熱電極直徑為0.3 ~0. 65mm的燈絲較多的廉價(jià)金屬，熱電極的直徑一般為0. 5 ~3. 2mm_熱電極的長(cháng)度從安裝條件、特別是熱電偶的插入者的深度偷盜，通常為350 -2000mm

2 )絕緣套筒f絕緣套筒發(fā)揮防止兩個(gè)熱電極間或熱電極與保護套筒間的短路的作用

套管材料相關(guān)人員弓澀！ 在煙草周?chē)?000T以下的普通陶瓷較多，1000 ~ 1300t之間高純度氧化鋁較多，1300~ 1600T之間剛玉較多。 絕緣套管的結構如圖2.-17所示，有單孔、二孔、四孔等神

護套保護套的作用是防止熱電偶直接接觸被檢測介質(zhì)，防止機械損傷和個(gè)人腐蝕污染。 保護套的材質(zhì)取決于測量范圍、加熱區的長(cháng)度、環(huán)境以及測溫Et5英寸間常數等條件，主要有金屬、非金屬和金屬陶瓷3種。 |

4 )端子箱。 端子箱用于連接供熱電極和補償導線(xiàn)。 通常為鋁合金； |制，I分為通式和密封式。 為了防止灰色¥和有害氣體進(jìn)入人熱電偶保護套內，必須用墊圈和墊圈密封端子箱的線(xiàn)孔和蓋子，在端子箱內排列緊固連接熱電極和補償導線(xiàn)的螺釘，以免產(chǎn)生大的接觸電阻，影響測量的準確性。

(2)鞘型熱電偶鞘型熱電偶是由金屬制套管、絕緣粉體和熱電極組合加工而成的牢固的熱電偶的組合體，每個(gè)套管也被稱(chēng)為套管熱電偶，由磅鋼等金屬材料構成|熱電極和熱電極和金屬制套管之間的絕緣為氧化鎂粉或氧化鋁 在保護套內可以復蓋不同索引號的熱電偶芯線(xiàn)，在保護套內復蓋k型熱電偶芯線(xiàn)時(shí)，通常稱(chēng)為k型護套熱電偶，其他類(lèi)推|保護管內護套|熱電偶芯線(xiàn)稱(chēng)為單芯護套熱電偶，否則稱(chēng)為多芯護套熱電偶。

套管型熱電偶的測量端一般有以下形式(圖2-18 )

1 )撞擊型。 夾套和熱電偶電線(xiàn)焊接在一起，因此其響應時(shí)間比定頭型慢，但比定底型快。

2 )不碰底型。 熱電偶的熱接點(diǎn)被封閉在完全焊接的套管內，熱電偶和套管之間相互絕緣。 這是zui的普通形式。

3 )頭角型。 熱電偶的熱接點(diǎn)露出套筒外，只能在干燥的非腐蝕性介質(zhì)中使用。

4 )將帽子型，即頂出型的熱接點(diǎn)蓋上套筒材料制成的保護帽，用銀釬料密封。

鞘型熱電偶可用于高壓裝置和狹窄管道的溫度測量，與普通型熱電偶相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)

①外徑細(0. 25 ~ 12mm )熱容量小，響應速度快6，

②套筒內部填充有實(shí)心，可應對強烈沖擊和振動(dòng)

③套筒薄，經(jīng)退火處理，撓性高，可自由彎曲，安裝方便。

④可作為溫感元件放人一般型熱電偶保護套內使用。

⑤鞘型熱電偶具有性能穩定、規格齊全、價(jià)格低廉、測量范圍廣、適合各種測量的-200 ~ 1600^C的特點(diǎn)

(3)薄膜型熱電偶這是真空蒸鍍法，在絕緣基板上蒸鍍2種金屬熱電極材料而形成的特殊結構的熱電偶。 為了與保護絕緣，多在熱電偶薄膜上鍍Si02薄膜。 溫度_測定范圍為-200 ~ +300T。周?chē)潜∧犭娕嫉臒峤狱c(diǎn)薄的薄膜(可以薄至0.01 ~ 0.1mm )，尺寸也小，因此熱慣性小，響應時(shí)間為數毫秒_可以測定瞬變的表面溫度和It小的釀造溫度

現在國產(chǎn)有BMB的I型手機膠卷

以陶瓷片為基材的熱電偶，很好地解決了絕緣和電鍍的牢固性問(wèn)題。 該薄膜型熱電偶的測溫范圍為0 ~ IMOT :，測溫精度為0. 5% F. S，時(shí)間常數不足50ps，可廣泛應用于科學(xué)研究和生產(chǎn)行業(yè)。

(4)快速微熱電偶是用于測量鋼水溫度的熱電偶，其結構如圖2-20所示。 '；

快速微熱電偶的工作原理與一般熱電偶相同，其結構特點(diǎn)主要是溫感元件小，而且測定后需要更換熱電極的通常是采用直徑為0. 1mm的鑰匙1q的鈾和針銠30； 別針銠6等材料。 減小熱電極和u形石英保護管的尺寸，減小熱容量，加速動(dòng)態(tài)響應。 為了使測溫過(guò)程中熱電偶的冷端和補償導線(xiàn)的連接部的溫度不超過(guò)100T，支承石英管和保護罩的高溫水泥也一般由絕緣性能良好的紙管保護

熱電偶插入鋼水后，保護帽急速熔化，u形石英保護管和被保護的熱電偶暴露在鋼水中。 石英管和熱電偶的熱容量都很小，鋼水的溫度很快就能反映出來(lái)，反應時(shí)間一般為4 ~6s。 .測量溫度，由于熱電偶的許多部件燒毀，因此也稱(chēng)為消耗式熱電偶。 雖然是消耗式，但由于熱電偶的燈絲細短，使用量少，其他材料多為紙和水泥，因此成本不高”，該熱電偶的測定結果可靠，互換性好，精度誤差為±； (5~7)℃

除了上述以外，還包括用于測定氣流溫度的掩模式熱電偶、抽氣式熱電偶&rsquo； 用于測定高濃度氫氣、甲烷等介質(zhì)吹送式熱電偶等

本文熱電偶高頻詞： 鎢錸  測量 

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