如何選擇合適的熱電偶器件?
熱電偶工作原理是基于賽貝克( seeback)效應(yīng),即兩種不同成分的導(dǎo)體兩端連接成回路,如兩連接端溫度不同,則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流的物理現(xiàn)象。熱電偶由兩根不同導(dǎo)線(熱電極)組成,它們的一端是互相焊接的,形成熱電偶的測(cè)量端(也稱工作端)。將它插入待測(cè)溫度的介質(zhì)中;而熱電偶的另一端 (參比端或自由端)則與顯示儀表相連。如果熱電偶的測(cè)量端與參比端存在溫度差,則顯示儀表將指出熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)。
熱電阻是利用金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體有溫度變化時(shí)本身電阻也隨著發(fā)生變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的, 熱電阻的受熱部分 (感溫元件) 是用細(xì)金屬絲均勻地繞在絕緣材料做成的骨架上或通過激光濺射工藝在基片形成。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)有溫度梯度時(shí), 則所測(cè)得的溫度是感溫元件所在范圍內(nèi)介質(zhì)層的平均溫度。
在熱電偶測(cè)溫的實(shí)際工況中,被測(cè)對(duì)象非常復(fù)雜。在熟悉被測(cè)對(duì)象和掌握各種熱電偶特性的基礎(chǔ)上,根據(jù)使用氣氛、溫度范圍和準(zhǔn)確度等級(jí)的要求,從以下幾點(diǎn)進(jìn)行總結(jié):
(1).工作溫度(t)。當(dāng)t﹤1000℃時(shí),應(yīng)選擇低成本的金屬熱電偶。具有應(yīng)用溫度范圍寬,高溫下性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。當(dāng)t=-200~300℃時(shí),選擇T型熱電偶,它是廉價(jià)金屬熱電偶中的準(zhǔn)高溫?zé)犭娕肌.?dāng)t=1000~1400℃時(shí),選擇更多的R和S熱電偶。當(dāng)t > 1600℃時(shí),可短時(shí)間使用S或R熱電偶。當(dāng)t > 1800℃時(shí),通常選用鎢錸熱電偶。
(2).利用大氣。(1)氧化氣氛。當(dāng)t < 1300℃時(shí),常用N或K熱電偶,在廉價(jià)的金屬熱電偶中抗氧化能力強(qiáng)。當(dāng)t > 1300℃時(shí),選擇鉑銠熱電偶。(2)真空和還原氣氛。當(dāng)t < 950℃時(shí),可選用J型熱電偶,可在氧化氣氛或還原氣氛中工作。當(dāng)t > 1600℃處于真空環(huán)境時(shí),選用鎢錸熱電偶。
(3).減少或消除參考溫度端溫度的影響。當(dāng)t < 1000℃時(shí),可選用鎳鈷-鎳鈷熱電偶。當(dāng)參考溫度在0~300℃范圍內(nèi)時(shí),其影響可以忽略,常用于測(cè)量飛機(jī)尾噴管的排氣溫度。當(dāng)t > 1000℃時(shí),常用B型熱電偶。一般可以忽略參考溫度的影響。
精準(zhǔn)的按照精度和范圍進(jìn)行挑選
在挑選暢銷的熱電偶時(shí)應(yīng)當(dāng)明確使用該元件的精度和范圍,如果溫度在較高特定值以上并且對(duì)于精度的要求又非常高,那么建議可以選擇B型熱電偶。如果精度要求沒有這么高但是溫度更高一些時(shí),可以選擇鎢錸熱電偶。
準(zhǔn)確的按照氣氛進(jìn)行挑選
實(shí)用的熱電偶在選擇的時(shí)候還需要考慮使用的氣氛,一般來(lái)說(shuō)S、B和K型三種型號(hào)的熱電偶比較適用于強(qiáng)的氧化和弱的還原氣氛中;而J和T型的熱電偶則比較適用于弱氧化和一般的還原氣氛。
嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌凑漳途煤蜔犴憫?yīng)進(jìn)行挑選
對(duì)于熱電偶還需要按照耐久性和熱響應(yīng)性進(jìn)行選擇,一般線徑大的熱電偶擁有非常優(yōu)異的耐久性但是熱響應(yīng)性不佳;而容量比較大的熱電偶其熱響應(yīng)也非常的慢;如果測(cè)量的溫差非常大的情況下溫度控制住了,那么其控溫效果就不理想,想要熱響應(yīng)和耐久性都比較好建議可以選擇鎧裝熱電偶。
選擇合適的熱電偶不光光是比對(duì)價(jià)格,還需要根據(jù)不同使用的場(chǎng)景進(jìn)行詳細(xì)的挑選,其中就包括按照精度和范圍進(jìn)行挑選、按照使用氣氛進(jìn)行挑選和按照耐久性和熱響應(yīng)性進(jìn)行挑選幾種,只有完全的清楚使用環(huán)境以及需求才能否按照明確的條件選出真正適用的熱電偶。
總之,在選擇熱電偶采集器時(shí),需要綜合考慮應(yīng)用領(lǐng)域、溫度范圍、精度穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、抗干擾能力和成本等因素。通過仔細(xì)評(píng)估需求,與供應(yīng)商進(jìn)行溝通,并參考用戶評(píng)價(jià)和技術(shù)規(guī)格表,可以選擇到適合的熱電偶采集器,以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確可靠的溫度測(cè)量。