热电偶的种类与结构
仪器网 · 2012-07-14 23:39 · 20148 次点击
热电偶一般有下述几种。
1.普通热电偶
普通热电偶的结构如图2-5所示,主要由热电极、绝缘套管、保护管、接线盒等四部分组成。
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(1)热电极
通常热电偶以热电极材料命名,热电极的热端牢固地焊在一起,冷端接在接线盒内的引线端子上。对热电极的材料有以下一些要求:
1)在测温范围内,热电性质稳定,不随时间变化;
2)在测温范围内,电极材料要有足够的物理化学稳定性,不易氧化或腐蚀;
3)电阻温度系数小,导电率要高;
4)由它组成的热电偶,在测温中产生的电势要大,希望这个热电势随温度为单值的线性或接近线性的变化;
5)材料复制性好,可制成标准分度,机械强度高,制造工艺简单,价格便宜。
上述要求是理想要求,实际上还没有一种材料能满足上述全部要求,因此在设计选用时,要根据具体条件具体确定。
(2)绝缘套管
用来防止两根热电极短路。其材质由热电偶的测温范围而定,常用的有陶瓷、石英等。
(3)保护管
保护管的材料必须传热良好,耐高温、耐急冷急热、耐腐蚀,并且具有良好的气密性和
足够的机械强度。
(4)接线盒
用于连接热电偶与测量仪表和防止灰尘、水分和有害气体侵人保护管内。
普通热电偶使用广泛,常见的有铂锗一铂、铂锗一铂锗、镍铬一镍硅、铜一康铜等,如表2-5所示。
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2.铭装热电偶
恺装热电偶是将热电极、绝缘体和金属保护套管一起拉制成的,它的外形细长,且可以任意弯曲,因此称为恺装热电偶又常称为缆式热电偶。恺装热电偶有单芯和双芯两种,截面形式如图2-6所示。单芯恺装热电偶,其外套为一电极,内电极的一端与保护套管的顶端直接焊在一起为其工作端。双芯恺装热电偶的工作端,由热电极与保护套管顶端的相对位置不同,又分为几种形式,测量时可根据实际要求选定。
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恺装热电偶是近年来我国发展的一个新品种,由于它具有很多优点,因而很受用户欢迎,它的主要优点有:
1)动作响应快;
2)工作端热容量小,对被测对象影响小;
3)挠性好,套管材料经退火后,有良好的柔性,弯曲半径仅为套管直径的2倍;
4)强度高,具有良好的防震、防冲击性能;
5)可根据需要制成不同的长度,最长可达100m。一般可以直接引到显示仪表,不必另加补偿导线。
3.薄膜热电偶
它是由两种薄膜连接在一起的一种特殊结构的热电偶。这种薄膜热电偶的制作方法有许多种,如用真空蒸镀、化学涂层和电泳等。由于它又薄又小,所以热容量很小,动作响应速度很快,时间常数可达微秒级,适用于各种表面瞬变温度的测量。
薄膜热电偶是近年来发展起来的一种新结构型式,随工艺材料的不断改进,它将是一种很有前途的热电偶。
除上述几种热电偶外,还有快速微型热电偶、表面热电偶等。
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