隨著社(she)會(hui)的(de)發展而占據不小的(de)位置，熱電偶已成(cheng)為目前溫(wen)度測量領(ling)域中應(ying)用zui廣(guang)泛(fan)的(de)感溫(wen)元件。它廣(guang)泛(fan)應(ying)用于機械、化工(gong)、陶(tao)瓷(ci)、科(ke)學(xue)研究等(deng)領(ling)域。
在(zai)工(gong)業(ye)生產(chan)中,熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)是溫(wen)度檢(jian)測(ce)與控制系統(tong)(tong)中*的(de)(de)(de)(de)(de)傳感(gan)器(qi)。我們常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)按材質可(ke)分(fen)為廉(lian)金屬熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)和貴金屬熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)。顧名思義,廉(lian)金屬熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)(liao)一(yi)般(ban)為鎳、鉻、硅、鐵、銅等容(rong)易獲得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)廉(lian)價材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金,而貴金屬熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)(liao)則是鉑、鍺、銥等貴重金屬的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金。常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)廉(lian)金屬熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)有(you)E、J、K、T等型號熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou),常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)貴金屬熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)有(you)B、S等型號的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)。1傳統(tong)(tong)廉(lian)金屬熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)的(de)(de)(de)(de)(de)缺點(dian) 傳統(tong)(tong)廉(lian)金屬熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)E、J、K和T等型號熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)雖(sui)然(ran)造價低(di)廉(lian),運行與維護(hu)成本(ben)(ben)相對較低(di),但其(qi)本(ben)(ben)身具有(you)不(bu)可(ke)克服的(de)(de)(de)(de)(de)兩大缺點(dian): *,測(ce)量(liang)范圍的(de)(de)(de)(de)(de)局限性。這(zhe)幾種熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)中只有(you)K型熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)測(ce)量(liang)溫(wen)度上(shang)限zui高,短(duan)時間(jian)可(ke)達(da)1300℃。但實際使用(yong)中一(yi)般(ban)在(zai)1200℃以上(shang)只能(neng)持(chi)續使用(yong)較短(duan)時間(jian)(約半小時左右(you)),超過一(yi)定時限熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)即要損壞(huai)。而一(yi)般(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)鐵工(gong)業(ye)生產(chan)中,熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)使用(yong)zui多的(de)(de)(de)(de)(de)地方(fang)是各(ge)種爐(lu)、窯,其(qi)加熱(re)(re)(re)(re)溫(wen)度往往在(zai)1200℃一(yi)1250℃之間(jian),短(duan)時間(jian)甚至達(da)到1300℃左右(you)。因此,為了適(shi)應生產(chan)需要,保證熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)安(an)全,貴金屬熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)如B或S型熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)(ou)(ou)在(zai)爐(lu)、窯上(shang)應用(yong)較為普遍,從而造成生產(chan)運行與維護(hu)成本(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)升。
熱電(dian)偶實際(ji)使(shi)(shi)用(yong)(yong)時,裝配式(shi)熱(re)電偶通(tong)常帶有保(bao)護(hu)管(guan),只有在特殊(shu)情況下(xia)才裸絲使(shi)(shi)用(yong)(yong)。因此,在多(duo)數場合(he)下(xia),保(bao)護(hu)管(guan)的(de)壽(shou)命(ming)決(jue)定了熱(re)電偶壽(shou)命(ming)。對熱(re)電偶的(de)實際(ji)使(shi)(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)的(de)判(pan)斷,必須是(shi)通(tong)過(guo)長期(qi)征集、積累實際(ji)使(shi)(shi)用(yong)(yong)狀態(tai)下(xia)的(de)數據,才有可能(neng)給(gei)出(chu)準確(que)的(de)結果。
正確使(shi)用熱(re)(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)能(neng)夠保(bao)證我(wo)們(men)測(ce)得(de)準(zhun)確的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du),反(fan)之,則容易對溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)測(ce)量產生不(bu)良(liang)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響。熱(re)(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)原理是基于賽貝克效應,即:如果A、B是由兩(liang)(liang)(liang)種不(bu)同(tong)成分的(de)(de)(de)(de)均質導體組成的(de)(de)(de)(de)閉合回路,當兩(liang)(liang)(liang)端(duan)存(cun)在溫(wen)(wen)度(du)梯(ti)度(du)(T,T0)時(shi),回路中就有電(dian)流通過,那(nei)么兩(liang)(liang)(liang)端(duan)之間(jian)就存(cun)在賽貝克電(dian)勢——熱(re)(re)(re)(re)電(dian)勢,記(ji)為EAB(T,T0)。其值與(yu)組成熱(re)(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬材料性質、熱(re)(re)(re)(re)端(duan)與(yu)冷端(duan)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)差的(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)有關,而與(yu)熱(re)(re)(re)(re)電(dian)極(ji)的(de)(de)(de)(de)長短、直徑大(da)小(xiao)無(wu)關。此(ci)不(bu)同(tong)導體的(de)(de)(de)(de)組合稱(cheng)熱(re)(re)(re)(re)電(dian)偶(ou),T端(duan)稱(cheng)工(gong)作(zuo)(zuo)端(duan)(熱(re)(re)(re)(re)端(duan));T0稱(cheng)為參考端(duan)(冷端(duan))。熱(re)(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)作(zuo)(zuo)為測(ce)溫(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)一次元(yuan)件,因其結構簡單、測(ce)量精度(du)高(gao)、動態響應快和測(ce)溫(wen)(wen)范圍廣以及可遠距離測(ce)量等優點而得(de)到廣泛應用,
熱電(dian)偶的(de)使用(yong)壽命(ming)與其劣(lie)化(hua)(hua)有關(guan),所謂(wei)熱(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)的(de)劣(lie)化(hua)(hua),即熱(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)經(jing)使用(yong)后,出現(xian)(xian)老化(hua)(hua)變(bian)質的(de)現(xian)(xian)象(xiang)。由金(jin)屬或(huo)合金(jin)構(gou)成的(de)熱(re)(re)(re)電(dian)偶(ou),在高溫下其內部晶粒要逐漸長大,同(tong)(tong)時(shi),合金(jin)中(zhong)含有少量(liang)雜質,其位置或(huo)形(xing)狀也(ye)將發(fa)(fa)生變(bian)化(hua)(hua),而(er)且(qie),同(tong)(tong)周圍環(huan)境中(zhong)的(de)氣體(ti)也(ye)要發(fa)(fa)生反應(ying)。伴隨(sui)上(shang)述變(bian)化(hua)(hua),熱(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)的(de)熱(re)(re)(re)電(dian)動勢也(ye)將極其敏感地發(fa)(fa)生變(bian)化(hua)(hua)。因此熱(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)的(de)劣(lie)化(hua)(hua)是不可避免(mian)的(de)。熱(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)的(de)劣(lie)化(hua)(hua)是一(yi)個量(liang)變(bian)過程,對其定量(liang)很困難,將隨(sui)熱(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)的(de)種類、直(zhi)徑、使用(yong)溫度、氣氛、時(shi)間(jian)的(de)不同(tong)(tong)而(er)變(bian)化(hua)(hua)。熱(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)的(de)使用(yong)壽命(ming)是指熱(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)劣(lie)化(hua)(hua)發(fa)(fa)展到超過允(yun)許誤差,甚(shen)至斷線(xian)不能使用(yong)的(de)時(shi)間(jian)。有關(guan)熱(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)使用(yong)壽命(ming)的(de)判斷,日本(ben)是依據(ju)JIS(C-1602-1995)標準(zhun)中(zhong)規定的(de)熱(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)連(lian)續使用(yong)時(shi)間(jian)。對B、R、S型(xing)熱(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)而(er)言為2 000 h,K、E、J、T型(xing)熱(re)(re)(re)電(dian)偶(ou)為10 000h。
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