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zui大允许值。

zui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。

zui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zui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zui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zui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zui快的响应。

此外，探头护套直径越小，响应速度越快，但zui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。zui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zui佳选择：

●304 SS
zui高温度为 1650°F (900°C)，是使用zui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
zui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
zui高温度为 1650°F (900°C)，具有奥氏体不锈钢中zui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®
zui高温度为 2150°F (1175°C)，是使用zui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
zui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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