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      帶您全面認識關于熱電偶的18個知識匯總

      來源:發表時間:2019-04-26


            對于熱電偶你了解多少,下面上海自動化儀表三廠的小編帶您全面認識關于熱電偶的18個知識匯總。
      1、什么尺寸的熱電偶套管適合我的應用?
      根據您的系統設計,您需要知道:
            工作溫度(°C)
            工作壓力(bar),比容(m3 / kg)
            速度(m / s)
            一旦建立起來,您就可以參考ASME標準PTC 19.3 TW-2010熱套管部分,該部分將完成井設計的計算。
      以下是您可以遵循的一些基本規則:
            通常,較高的流速需要較短的熱電偶套管。
            確保熱套管材料與浸入其中的介質兼容。
            經濟的焊接熱電偶套管可用于低流量應用,例如一些HVAC冷卻器管線(通常小于1-3英尺/秒)。
            錐形熱電偶套管通常比步進(減小尖端)熱電偶套管更適合于高流速。
      2、什么是高溫計并解釋其工作原理?
            高溫計是一種非接觸式設備,可攔截和測量熱輻射。在不與輻射體接觸的情況下,該過程稱為高溫測定法。該設備可用于確定物體表面的溫度。高溫計嚴格按照黑體輻射原理工作。在這里,目標的發射率起著重要作用,因為它決定了目標對高溫計的亮度。由于其高精度,高速度,經濟性和特定優點,它在許多工業應用中被廣泛用作標準程序。
      工作:
            光學系統從物體收集可見光和紅外能量并將其聚焦到探測器上。
            檢測器接收來自光學系統的光子能量并將其轉換為電信號以驅動溫度顯示或控制單元。
      3、熱電偶測量連接點
            當需要最大靈敏度和最快響應時,建議使用暴露(測量)結來測量流動或靜態非腐蝕性氣體溫度。雖然熱響應較慢,但絕緣結更適合腐蝕性介質。在一些以上熱電偶連接到相關儀器的應用中,絕緣可能對于避免測量電路中出現的雜散信號至關重要。如果沒有指定,這是標準。接地(接地)接頭也適用于腐蝕性介質和高壓應用。它提供比絕緣結更快的響應和暴露結不提供的保護。
      4、熱電偶標準
            ASTM E 235:用于核或其他高可靠性應用的熱電偶,護套,K型和N型的標準規范。
            ASTM E 839:護套熱電偶和護套熱電偶材料的標準試驗方法。
            ASTM E 220:通過比較技術校準熱電偶的試驗方法
            ASTM E 230:標準化熱電偶的規格和溫度 - 電動勢表。
            ASTM E 585:壓實MI,MS,賤金屬熱電偶電纜的標準規范。
            ASTM E 608:壓實MI,MS,賤金屬熱電偶的標準規范。
            ASTM E 696:鎢 - 錸合金熱電偶線的標準規范。
            ASTM E 1652:用于金屬護套PRT,賤金屬熱電偶和貴金屬熱電偶的氧化鎂和氧化鋁粉末和可壓碎絕緣子的標準規范。
            IS 12579:賤金屬礦物絕緣熱電偶電纜和熱電偶規范。
            GB / T 1598- 2010:鉑熱電偶中國標準。
            IEC 584:熱電偶的國際標準。
      5、熱套管的應用
            熱電偶套管為溫度探頭提供保護,防止不利的操作條件,如腐蝕性介質,物理沖擊(例如熔爐中的熟料)和高壓氣體或液體。它們的使用還允許快速簡便的探針互換,而無需“打開”過程。
      主要應用領域是:
            保護管用于熱電偶
            確保高壓應用的完整性
            較小的井用于低壓應用
            直井用于腐蝕性和腐蝕性環境
            對于需要快速響應溫度變化的應用,可以在制造的口袋上安裝減少的尖端。
            一體式熱電偶套管適用于最高工藝負載,具體取決于其設計。因此,在石油化學工業中,現在幾乎只使用單件式熱電偶。
      6、熱電偶結構的類型
            最常用的有兩種類型的熱電偶結構。這些是礦物絕緣(MI)熱電偶和非MI熱電偶。
      7、礦物絕緣熱電偶:
            氧化鎂絕緣熱電偶用于許多工藝和實驗室應用。它們堅固耐用且可彎曲,其相當高的額定溫度使上海自動化儀表三廠熱電偶成為眾多溫度測量應用的熱門選擇。上海自動化儀表三廠傳感器通過將一個或多個元件放入合適材料和尺寸的護套中,使用松散填充或可壓碎的氧化鎂粉末或絕緣體將元件與其自身和護套隔離,然后將填充的護套鉚接或拉伸至其最終縮小尺寸。模鍛工藝生產出具有高度壓實的上海自動化儀表三廠絕緣的元件,并在元件本身及其護套之間提供高介電強度絕緣。礦物絕緣熱電偶由嵌入密集填充的耐火氧化物粉末中的熱電偶線組成,所有熱電偶絕緣均封閉在無縫拉制金屬護套(通常為不銹鋼)中。在一端,芯和護套由“熱”結焊接。在另一端,熱電偶連接到延長線,連接頭或連接器的“過渡”。
      非MI熱電偶
            在非MI熱電偶中,熱電偶線或者用陶瓷珠絕緣,或者在陶瓷絕緣之后,用金屬護套(通常是不銹鋼)覆蓋,并且提供某種形式的終端(例如,延伸引線,連接頭或連接器)。在這種結構中,當提供護套保護時,熱電偶線免受測量環境的影響。護套材料取決于測量環境,通常使用不銹鋼。根據腐蝕性環境選擇鞘改變。這種結構不具備靈活性,并且不具備小尺寸。機械強度不太好。在非MI結構中,根據適用性,護套可以是陶瓷或金屬。暴露,接地和未接地的所有類型的接頭都在MI和非MI結構中形成。
      8、熱電偶的特性
      溫度讀數的容差
            公差表示通過從適用的溫度EMF表轉換的標準溫度中減去溫度讀數或熱結溫度而獲得的最大允許值。最高工作溫度工作溫度限制是指熱電偶可在空氣中連續使用的溫度上限。最大限度是指由于不可避免的情況,熱電偶可以在短時間內暫時使用的溫度上限。
      影響熱電偶壽命的主要因素是:
            溫度:當溫度升高50°C時,熱電偶壽命降低約50%。
            直徑:通過使導線直徑加倍,壽命增加2-3倍。
            熱循環:當熱電偶暴露于從室溫到500°C以上的熱循環時,與在相同溫度下連續使用的熱電偶相比,它們的壽命降低約50%。
            保護:當熱電偶被保護套覆蓋并放入陶瓷絕緣體中時,它們的壽命會大大延長。
      熱電偶響應時間
            熱電偶的響應時間通常定義為熱電壓(輸出)達到階躍變化溫度最大值的63%所需的時間。取決于幾個參數,包括熱電偶尺寸,結構,尖端配置和傳感器所在介質的性質。
      浸入長度
            熱電偶組件是“尖端”傳感裝置,根據其結構將它們借給表面和浸沒應用。但是,必須小心使用浸入式,以避免由于過程中的斯特馬傳導引起的誤差,這可能分別導致讀數高或低。一般規則是將介質浸入其外徑至少為其外徑的4倍; 沒有定量數據適用,但必須小心謹慎才能獲得有意義的結果。
      表面溫度測量
            盡管熱電偶組件主要是尖端傳感裝置,但保護管的使用使得表面傳感變得不切實際。在物理上,探頭不適合表面呈現,蒸汽傳導會導致讀數錯誤。如果要將熱電偶可靠地用于表面感應,則必須將其暴露在外,焊接接頭處的熱質量非常小,或者安裝在一個結構中,這樣可以在連接到表面時實現真正的表面接觸。
      9、Thermowell Tip型材
      以下是不同的熱套管尖端輪廓:
      圓錐
            外徑沿浸入長度逐漸減小。用于高速應用。
      扁平尖端
            它的一端有平坦的表面。用于低壓應用或熱套管周圍的流動特性不重要。
      圓頂提示
            這種熱電偶套管在熱電偶套管的一端具有半球形尖端。
            用于高壓應用或熱套管周圍的流動特性很重要。
            這確保了高度的機械強度而不會損失指示器的靈敏度或準確度
      球形尖端
            對于球形尖端,使用特殊鉆頭,尖角為118oC,用于生產熱套管。
            為了實現可能的均勻壁厚,尖端為球形或球形。
            用于高壓應用或熱套管周圍的流動特性很重要。
            這確保了高度的機械強度而不會損失指示器的靈敏度或準確度。
      10、熱電偶套管的基本結構
            Q尺寸:過程連接或法蘭熱側的井柄最厚部分。它取決于孔徑和過程連接尺寸。
            孔徑尺寸熱電偶套管的內徑。換句話說,熱電偶套管或保護管的內部圓柱形腔的直徑標準孔尺寸為6.5毫米,8.5毫米。浸入(“U”)長度:延伸到過程區域中的安裝螺紋,法蘭,襯套等下方的熱電偶套管或保護管的長度?!癠”長度是從過程連接的底部到熱電偶套管的尖端測量的。滯后延伸(“T”)長度:除了標準頭部長度之外,熱電偶套管的長度,使熱電偶套管的頭部可以接近,這使探頭能夠延伸穿過絕緣體或墻壁。內部安裝螺紋:熱電偶套管內的螺紋,用于連接熱電偶套管組件的接頭和接頭延伸部分的溫度裝置。
      11、熱套管的測試
            材料測試
            尺寸測試
            靜水壓力測試
            染料滲透檢驗
            造影
      12、如何選擇熱電偶?
            由于熱電偶在寬溫度范圍內測量并且可以相對堅固,因此熱電偶經常用于工業中。
      以下標準用于選擇熱電偶:
            溫度范圍
            熱電偶或護套材料的耐化學性
            耐磨和抗振動
            安裝要求(可能需要與現有設備兼容;現有孔可能決定探頭直徑)
      13、熱電偶的響應時間是多少?
            時間常數定義為傳感器在特定條件下達到溫度階躍變化的63.2%所需的時間。傳感器需要五個時間常數才能接近100%的階躍變化值。暴露的結熱電偶提供最快的響應。而且,探針鞘直徑越小,響應越快,但最高溫度可能更低。但請注意,有時探頭護套無法承受熱電偶類型的整個溫度范圍。
      14、我們如何知道選擇哪種交叉點類型?
            帶護套的熱電偶探頭有三種接點類型之一:接地,不接地或暴露。
            在接地連接探頭的尖端,熱電偶線物理連接到探頭壁的內部。
            這導致從外部,通過探針壁到熱電偶結的良好熱傳遞。
            在未接地的探頭中,熱電偶接頭與探頭壁分離。
            響應時間比接地方式慢,但未接地提供電氣隔離。
      15、如何選擇熱電偶,電阻溫度探測器(RTD),熱敏電阻和紅外設備?
            您必須考慮各種傳感器的特性和成本以及可用的儀器。此外,熱電偶通??梢栽诤軐挼臏囟确秶鷥葴y量溫度,價格便宜且非常堅固,但它們不如RTD和熱敏電阻那樣準確或穩定。RTD是穩定的,具有相當寬的溫度范圍,但不像熱電偶那樣堅固且便宜。由于它們需要使用電流進行測量,因此RTD會因自熱而出現不準確的情況。熱敏電阻往往比RTD或熱電偶更精確,但它們的溫度范圍更為有限。他們也受到自我加熱。紅外傳感器可用于測量高于任何其他設備的溫度,并且不會直接接觸被測表面。然而,它們通常不那么準確并且對表面輻射效率(或更確切地說,表面發射率)敏感。使用光纖電纜,它們可以測量不在直接視線范圍內的表面。
      16、什么是熱電偶類型?
            熱電偶有不同的金屬組合或校準組合。最常見的是“基礎金屬”熱電偶,稱為J,K,T,E和N型。還有高溫校準 - 也稱為貴金屬熱電偶 - R,S,C和GB型。K型熱電偶因其低成本和溫度范圍而被稱為通用熱電偶。這種高溫電線/熱電偶采用多種材料生產,可提供PVC,FEP,TFE,PFA,玻璃纖維和Ceramaflex絕緣材料。但是,如果您在規格表上看到它以“類型”引用,則描述是指用于導線導體的金屬合金的種類:
            E = Chromel / Constantan
            鍵入J =鐵/康斯坦丁
            K型= Chromel / Alumel
            N = Nicrosil / Nisil
            T型=銅/康斯坦
            當“X”跟隨字母表示電纜中使用了哪種合金時,電纜為延伸等級。在這些情況下,電纜類型列為EX型,JX型,KX型,NX型或TX型。
      圖1
      17、熱電偶級電線和延長級電線有什么區別?
            這根導線用于制作儀器的感應點,其中延伸級導線僅用于將熱電偶信號從探頭延伸回讀取信號的儀器。
      18、熱電偶材料選擇?
            各種護套材料取決于應用。以下列表將幫助您做出最佳選擇:
      304 SS
            最高溫度為1650°F(900°C),是最廣泛使用的低溫護套材料。它具有良好的耐腐蝕性,但在900°F至1600°F(480至870°C)的范圍內會發生碳化物沉淀。
      310 SS
            最高溫度2100°F(1150°C),具有良好的機械和耐腐蝕性,類似于304 SS。非常好的耐熱性。不像304 SS那樣具有延展性。
      316 S
            最高溫度1650°F(900°C),具有奧氏體不銹鋼的最佳耐腐蝕性。碳化物沉淀在900°F至1600°F(480至870°C)之間
      Inconel?
            最高溫度2150°F(1175°C),是最廣泛使用的熱電偶護套材料。良好的高溫強度,耐腐蝕性,耐氯離子應力腐蝕,開裂和氧化。不要在含硫環境中使用。
      哈氏合金X
            最高溫度2200°F(1205°C),廣泛用于航空航天應用。耐氧化,還原和中性的大氣條件。優異的高溫強度。

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