热电偶和热电阻以及双金属温度仪表学习

2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.2按被测变量划分：现场测量仪表按测量变量划分一般分为温度，压力，流量，物位，成分五大参数。以下将着重介绍其中的温度，和压力两大参数的测量原理，以及测量这两大参数所用的测量仪表。仪表的分类LAND蓝德集团仪表温度流量成分物位压力LAND蓝德集团2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.4温度测量仪表：温度的测量通常分为接触式和非接触式两大类。接触式测温元件直接与被测介质接触，这样可以使测温元件与被测介质进行充分地热交换而达到测温目的，特点是直观，可靠，测量仪表简单。非接触式测温元件与被测介质不相接触，通过辐射或对流实现热交换来达到测温的目的，特点是不与被测物体接触，不会破坏原有的温度场，精度一般不高。其中双金属温度计，热电阻温度计和热电偶温度计是目前我们公司的主要温度仪表产品。温度测量仪表的分类LAND蓝德集团膨胀式液体膨胀式玻璃管温度计气体膨胀式压力式温度计固体膨胀式双金属温度计电阻式金属热电阻热电阻温度计半导体热电阻热敏电阻温度计热电式热电偶温度计光学式光学高温计辐射式辐射高温计接触式非接触式温度测量仪表52012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.热电偶LAND蓝德集团2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.6热电偶的工作原理：热电偶的工作原理是当两种成分不同的导体连接在一起，构成一个回路，当两端存在不同温度时就会在回路内产生热电动势，热电偶就是利用这种原理来进行温度测量的。构成回路的不同导体称为热电极，如图A,B两种不同导体；测量端或工作端称为热端，如图T点;参考端或自由端称为冷端，如图T0点。热电偶的工作原理LAND蓝德集团热端冷端2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.7热电偶的结构：热电偶从里到外通常是由丝材（热电极），绝缘瓷管（短的瓷珠，长的套管），外保护管，接线盒和固定装置组成。热电偶的结构LAND蓝德集团热电偶丝材（热电极）绝缘瓷管（短的瓷珠，长的套管）外保护管接线盒固定装置2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.8IEC规定的八种常用丝材：丝材标记举例：SP---I---GB/T3772---1998热电偶的丝材LAND蓝德集团分度号名称正极负极J铁铜镍E镍铬铜镍T铜铜镍K镍铬镍硅S铂铑10铂R铂铑13铂B铂铑30铂6N镍铬硅镍硅镁标准年份产品代号（SP,SN）标准号允差等级（标，一，二）2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.9丝材的技术要求：热电偶的丝材LAND蓝德集团a表面质量表面应平整，光洁，无油污，无折叠，无裂纹，无毛刺及夹层，但允许有不超过直径允差的细小划痕和凹陷及个别暗色斑点。b纯度根据不同的检测方法，检验丝材的纯度。c不均匀热电动势每卷偶丝，应根据牌号不同，按标准要求进行不均匀热电动势的检测。d热电动势热电动势的检测根据相应的检定规程进行检测，对于丝材检验应有依据，即只要有一盘不合格就不合格，则需加倍抽样。2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.10热电偶的瓷保护管：保护管种类：热电偶的瓷保护管是保证两电极之间有良好的绝缘，一般有三种，耐火陶瓷，莫来石刚玉，纯刚玉。瓷管的形式：绝缘瓷管的形式有两种：一种是短的瓷珠，一种即是长的保护管。热电偶的绝缘管LAND蓝德集团耐火陶瓷1000℃以下用它进行测量莫来石刚玉适用于1600℃以下温度测量纯刚玉适用于1800℃以下的温度测量短的瓷珠0.7mm以上的一般用短的瓷珠长的保护管0.7mm以下的一般用长的保护管2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.11外保护管的应用及种类：由于热电偶在各个行业的应用，为适用不同介质的测量需要，保护管的材质也很多，主要用于能耐高温，耐腐蚀，抗冲刷，耐氧化反应等不同要求。热电偶保护管有金属和非金属之分。金属保护管以高温合金为主，非金属保护管以粘土质，刚玉为主。主要是保护内部偶丝能够正常工作。热电偶的外保护管LAND蓝德集团热电偶外保护管金属保护管高温合金非金属保护管粘土质刚玉2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.12金属保护管及金属材料：金属保护管因其本身的特性，故在使用中能适应不同介质参数的需求，为此正确选择保护管材料是热电偶，热电阻产品寿命的最根本保障。金属材料的分类：热电偶的外保护管LAND蓝德集团金属材料黑色金属铁和铁的合金钢碳素钢碳素结构钢普通碳素钢甲类钢：按机械性能供应的钢乙类钢：按化学成分供应的钢丙类钢：按机械性能和化学成分供应的钢优质碳素结构钢易切削钢碳素工具钢合金钢合金结构钢低合金结构钢合金结构钢弹簧钢轴承钢合金工具钢合金工具钢高速工具钢特殊用途钢不锈耐酸，耐热钢等有色金属除黑色金属外的金属和合金半金属稀有金属贵金属重有色金属轻有色金属2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.13黑色金属的名词术语：钢与铁：理论上生铁是含碳量大于2%的铁碳合金，实用中铁碳合金中含碳量在1.7%以上的称为生铁，含碳量在1.7%以下的称为钢。强度：金属材料在静力载荷作用下抵抗变形和断裂的能力，称为强度。材料抵抗外力破坏作用的最大能力叫强度极限。屈服：金属材料受外力作用，发生一定的变形，即使外力不再增加，而材料的变形仍继续存在，这中现象叫“屈服”，开始发生屈服现象时的应力叫屈服点。弹性：金属材料受外力作用，发生一定的变形，当除去外力后能恢复其原状，该现象叫弹性。有色金属的名词术语：轻有色金属：一般指比重在4.5以下的有色金属重有色金属：一般指比重在4.5以上的有色金属有色金属合金：由一种有色金属作为基础，加入另一种或几种金属或非金属所组成的既有基体金属通性又有某特定性能的物质称为有色金属合金。分为铸造合金和变形合金。合金组成的总含量小于2.5%为低合金，2.5~10%为中合金，大于10%的为高合金。热电偶的外保护管LAND蓝德集团2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.14常用金属保护管材料：热电偶的外保护管LAND蓝德集团黄铜H62适用温度：400℃，主要特点是气密性好，热传导系数较好，但容易被氧化，主要用于无腐蚀介质的温度测量。钢G20适用温度：550℃，主要特点是机械强度良好，可承受一定压力，但在高温会氧化，且气密性差，主要用于中性无气密介质。不锈钢奥氏体马氏体奥氏体-铁素体型铁素体型沉淀硬化型2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.15非金属保护管材料非金属材料以其优良的耐高温性能得到广泛的应用，作为热电偶的套管，还需有优良的高温绝缘性能。热电偶的外保护管LAND蓝德集团氧化铝氧化铝是目前用来作为测量各种介质温度为1700℃以下的常用热电偶保护管材料，它是中性化合物，主要成分有：粘土质（含75%AL2O3)，高铝氧瓷质（含85%AL2O3），莫来石刚玉（含95%AL2O3)，纯刚玉（含99%AL2O3)，氧化铝的含量越高，耐温也越高。碳化硅（SiC）碳化硅的熔点为2300℃，它在空气中的最高使用温度为1700℃，它的热传导性和抗剧冷剧热性能均很好，抗硫性很好。二硅化钼（MoSi2）二硅化钼的高温气密性很好，其熔点为2030℃，耐压性能好。金属陶瓷（Mo60%+MgO40%）金属陶瓷是钼与氧化镁的合成，其熔点为2800℃，最高使用温度为2000℃，它的热传导性能很好，在高温下有很好的机械性能，在常温下可以进行切削加工成所需形状，它有很好的耐高温性能，抗氧化和耐磨性，特别是钢水的侵蚀和钢渣的冲刷。2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.16接线盒的作用：接线盒是用来固定接线座和连接用的装置，它起着保护感温元件免受外界气氛的侵蚀和使外接导线与接线柱接触良好的作用。接线盒的型式：常用接线盒的设计型式有防水式，防喷式，接插式，手柄式。的目的接线盒：热电偶的接线盒LAND蓝德集团a防止人体接近壳内危险部件。b防止固体异物进入壳内设备。c防止由于水进入壳内对设备造成有害影响。2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.17接线盒IP代码组成含义：IP代码由代码字母IP（国际防护InternationalProtection）第一位特征数字，第二位特征数字，附加字母，补充字母组成。不要求规定特征时，该处由字母X代替。附加字母和补充字母可省略，不需代替当使用一个以上的补充字母时，应按字母顺序排列热电偶的接线盒LAND蓝德集团附加字母代码字母第二位特征字母第一位特征字母补充字母IP23CS举例：2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.18IP代码组成表：热电偶的接线盒LAND蓝德集团组成数字或字母对设备防护的含义对人员的防护的含义代码字母IP------第一位特征字母防止固体异物进入防止接近危险部件0123456无防护≥50mm≥12.5mm≥12.5mm≥1.0mm防尘尘密无防护手背手指工具金属线金属线金属线第二位特征字母防止水进入造成有害影响012345678无防护垂直滴水15°滴水淋水溅水喷水猛烈喷水短时间浸水连续浸水2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.19IP代码组成表：热电偶的接线盒LAND蓝德集团组成数字或字母对设备防护的含义对人员的防护的含义代码字母IP------附加字母(可选择)防止接近危险部件ABCD手背手指工具金属线补充字母(可选择)专门补充的信息HMSW高压设备做防水试验时试样运行做防水实验时试样静止气候条件2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.20热电偶的感温元件：热电偶的感温元件是热电偶的核心部分，感温元件有两种形式：一种是普通装配式元件，另一种是铠装元件。装配式感温元件由接线柱，接线板，保护管（瓷珠），及偶丝组成。热电偶的接线装置是作为热电偶感温元件和热电偶接线盒连接件，用接线座将感温元件固定在接线盒上，它是根据接线盒大小设计的，其材料一般是耐火陶瓷。标准接线板的分类：热电偶的接线盒LAND蓝德集团a粘土质由粘土，长石和石英等原料配制氧化铝含量在3%~4%的硅酸盐制品（K2O-Al2O3SiO3）,材质代号为CT3。b滑石质氧化镁含量在30%-35%，镁硅酸盐为主晶相的瓷（Mgo-Al2O3-SiO3）,材质代号H3。2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.21接线板的要求：热电偶的接线盒LAND蓝德集团a外观上表面应平整，光滑和完整。b尺寸应在有关图形公差之内。c吸水率吸水率不大于0.2%。d抗折断裂粘土质应大于500N，滑石质应大于1000N。e绝缘电阻在标准环境中，接线柱与接线盒之间的绝缘电阻不小于2000MΩ，在进厂检验时，应考虑其本身的内在质量，要提高其指标，定位5000MΩ。222012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.铠装热电偶LAND蓝德集团2012LANDGROUPCONFIDENTIAL.ALLRIGHTSRESERVED.23铠装热电偶的结构：由偶丝，绝缘材料和金属套管三者组合加工而成的坚实的组合体称为铠装热电偶材料。由铠装热电偶材料经过焊接密封和装配等工艺而制成的热电