常见热电偶大集合
来源:    发布时间: 2017-07-30 15:06   137 次浏览   大小:  16px  14px  12px
温度是工业自动化中的一个重要参数,温度仪表一般分接触式测量仪表与非接触式测量仪表,现代接触式温度仪表又以热电阻和热电偶为主,热电阻和热电偶分类方法很多,不过一般以材质进行分类,今天我们就来看一下常见热电偶种类。

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温度是工业自动化中的一个重要参数,温度仪表一般分接触式测量仪表与非接触式测量仪表,现代接触式温度仪表又以热电阻和热电偶为主,热电阻和热电偶分类方法很多,不过一般以材质进行分类,今天我们就来看一下常见热电偶种类。


热电偶


如下图所示,热电偶是两种不同的金属材料或半导体材料连接成的传感器件。因此所有热电偶都是由两种材料组成的。


标准热电偶


热电偶的材料分两种,一种是指已大量生产和使用,工艺稳定,性能符合专业标准或国家标准,同时具有同一份度表的热电偶材料,这种热电偶被称为标准热电偶;


其中,国际电工委员会对公认的性能较好的热电偶材料制订了统一的标准,目前共有8种标准化热电偶,分别为:


铂铑10-铂热电偶:分度号为S,属于贵重金属热电偶,正极为含铑10%含铂90%的铂铑合金,亮白较硬;负极为纯铂,亮白柔软。


短期工作温度可达1600℃,长期工作温度为0~1300℃;


优点:测量精度高,物理化学稳定性好,耐热性、耐氧化、耐腐浊性良好;


具有较优越的精确度,由于精度等级高,一般用于准确度要求较高的高温测量;


再现性良好,可以作为标准使用。


缺点:热电动势值小,从而使灵敏度较低;


在还元性气体环境较脆弱;


补偿导线误差大;


价格比较高昂,经济成本较高。


铂铑13-铂热电偶:分度号为R,属于贵重金属热电偶,正极为含铑13%含铂87%的铂铑合金,亮白较硬;负极为纯铂,亮白柔软。


R分度号与S分度号相比除热电动势大15%左右, 其它性能二者几乎完全相同。


铂铑30-铂铑6热电偶:分度号为B,属于贵重金属热电偶,正极为含铑30%含铂70%的铂铑合金,亮白较硬;负极为为含铑6%含铂94%的铂铑合金,亮白稍软。


短期工作温度可达1800℃,长期测量温度范围0-1600℃, 自由端在0-50℃ 内可以不用补偿导线。


优点: 是一种比较理想的测高温热电偶,可以短时间测量1 800℃的高温;


在常温下热电动势非常小不需补偿导线;


具有良好的耐氧化、耐腐浊性;


耐热性与机械强度较R型优良。


缺点:中低温环境中,热电动势极小, 600℃以下测定温度非常不准确;


热电动势的直线性不好;


属于贵金属,价格高昂。


常见热电偶大集合


镍铬-镍硅热电偶:分度号为K,正极为镍铬(镍90%铬10%),不亲磁;负极为镍硅(镍97%硅3%),稍亲磁(因此可以用磁铁进行判断)。


短期工作温度可达1300℃,长期工作温度为0~1200℃。


优点:此种热电偶的热热电动势的线性度好,误差一般在6~8℃;


900℃以下耐氧化性良好;


在金属热电偶中,它是非贵重金属中性能最稳定的一种,价格便宜,应用很广。


缺点:不适用于还原性气体环境,特别是一氧化碳、二氧化硫、硫化氢等气体,在这种情况下,只能测量500℃以下温度;


低温环境下,非线性误差较大。


镍铬硅-镍硅热电偶:分度号为N,正极为镍铬硅(镍84%铬14%硅2%),不亲磁;负极为镍硅(镍95%硅5%),稍亲磁(因此可以用磁铁进行判断)。


短期工作温度可达1300℃,长期工作温度为-200~1200℃。


优点:热电动势的线性良好;


1200℃以下耐氧化性良好;


耐热温度较K型高,


价格便宜。


缺点:不适用于还原性气体环境;


热电动势与贵金属热电偶相比较经时变化较大。


常见热电偶大集合


镍铬-康铜热电偶:分度号为E,正极是镍铬(镍90%铬10%),暗绿;负极为康铜(铜55%镍45%),亮黄;


短期工作温度可达800℃,长期工作温度为-200~760℃。


优点:它是热电势最大的一种热电偶,测量准确度较高,现有热电偶中感度最佳的,价格低廉。


缺点:极易氧化,不适用于还原性气体环境。


铜-康铜热电偶:分度号为T,正极是纯铜,红色;负极为康铜(铜55%镍45%),亮黄;


短期工作温度可达400℃,长期工作温度为-200~350℃。


优点:低温下特性良好,灵敏度高,是在低温下应用得很普遍的热电偶,稳定性好,再现性 良好,高精度,可使用于还元性气体环境,并且价格低廉。


缺点:使用温度限度低;


正极易氧化;


热传导误差大。


铁-康铜热电偶:分度号为J,正极是纯铁,亲磁(可用磁铁判断);负极为康铜(铜55%镍45%),不亲磁;


短期工作温度可达1200℃,长期工作温度为-200~750℃。


优点:可以在还元性气体环境中使用;


热电动势较K热电偶的热电动势大20%;


线性度好,价格比较便宜,适用于中温区域。


缺点:正极易生锈,不能勇于高温或含硫的介质中使用,而且再现性不佳。


需要指出的是,由于S型、K型、B型热电偶适合于在强的氧化性和弱的还原性气氛中使用,而J型和T型热电偶则适合于弱氧化性和还原性气氛,若使用气密性比较好的保护管,对气氛的要求就不太严格。


常见热电偶大集合


非标准热电偶


另一种热电偶的生产工艺还不够成熟,在应用范围和数量上均不如标准化热电偶,没有统一的分度表,也没有配套显示仪表。这些热电偶多以满足某些特殊测量要求,比如超高温、极低温、高真空或核辐射环境。这类热电偶被称为非标准热电偶。


常见的非标准热电偶主要有以下几种:


钨铼3-钨铼25/钨铼5-钨铼26热电偶:这种热电偶推荐测温范围为0~3000℃。


优点:在高温热电偶中是最好的,低温时可塑性较好,稳定性较好。


缺点:复现性差,需要单独分度。


适用:真空、还原或中性环境中。


钨-钨铼26热电偶:这种热电偶推荐测温范围为0~3000℃。


优点:测温上限最高,电动势率较大。


缺点:复现性差,需要单独分度;


暴露在空气中时,钨易发脆。


适用:真空、还原或中性环境中。


铂铑20-铂铑5热电偶:这种热电偶推荐测温范围为500~1700℃。


优点:测温上限比S型高,稳定性好,不需要冷端补偿。


缺点:易受金属蒸汽污损,电动势率小。


适用:真空、氧化或中性环境中。


常见热电偶大集合


铂铑40-铂铑20热电偶:这种热电偶推荐测温范围为1000~1850℃。


优点:测温上限较高,稳定性和复现性好,可忽略冷端影响。


缺点:易受金属蒸汽污损,电动势率小。


适用:真空、氧化或中性环境中。


铱铑-铱热电偶:这种热电偶推荐测温范围为1000~2200℃。


优点:唯一能在1850℃以上的氧化气氛中使用的热电偶。


缺点:稳定性和复现性一般,寿命短,容易发脆,易受铁污损,电动势率小。


适用:真空、氧化或中性环境中。


钨-钼热电偶:这种热电偶推荐测温范围为1200~2400℃。


优点:价格不贵,可用于还原性气氛中。


缺点:电动势率低,在1200℃热电动势的极性转向,易受碳、氧、硅污损。


适用:真空、还原或中性环境中。


炭化硼-石墨热电偶:这种热电偶推荐测温上限为2200℃。


优点:电动势率高,物理化学性能稳定,价格低廉,结构简单。


适用:含碳或中性环境中。