在工業(yè)生產(chǎn)、科研實(shí)驗(yàn)和日常生活中,溫度的精確測量至關(guān)重要。而在眾多的溫度測量工具中,熱電偶和熱電阻以其各自獨(dú)特的優(yōu)勢和特點(diǎn),成為了溫度測量領(lǐng)域的兩大“神器”。本文將詳細(xì)講解熱電偶與熱電阻的區(qū)別,包括它們的工作原理、材料選擇、測溫范圍、接線方式、信號性質(zhì)以及應(yīng)用場景,幫助讀者更好地理解和選擇這兩種溫度測量工具。熱電偶:溫度與電壓的奇妙轉(zhuǎn)換、工作原理:熱電偶的工作原理基于熱電效應(yīng),即當(dāng)兩種不同成份的導(dǎo)體(熱電極)組成閉合回路,且兩端存在溫度梯度時,回路中會產(chǎn)生電流,形成電動勢(熱電動勢)。這一現(xiàn)象較早由德國物理學(xué)家托馬斯·約翰·塞貝克在1821年發(fā)現(xiàn),因此也被稱為塞貝克效應(yīng)。熱電偶的一端為工作端,直接與被測物體接觸,另一端為自由端,通常保持在恒定的溫度下(如0℃)。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系,可以制成熱電偶分度表,用于溫度測量。燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度監(jiān)測依賴熱電偶陣列,數(shù)據(jù)反饋用于渦輪效率優(yōu)化。茂名本地?zé)犭娕计放?/p>
包裝與隔離存儲熱電偶在存儲前需進(jìn)行妥善包裝。通常采用特用的防靜電塑料袋包裝,這能有效防止靜電對熱電偶造成損害,因?yàn)殪o電可能干擾熱電偶內(nèi)部的電子信號傳輸。包裝后,將熱電偶放入定制的泡沫盒或塑料盒中,利用盒內(nèi)的緩沖材料對熱電偶進(jìn)行隔離和保護(hù),避免在存儲過程中因碰撞、擠壓而導(dǎo)致熱電偶變形或損壞。對于不同類型、規(guī)格的熱電偶,要分開存儲,可按照分度號、測量范圍等進(jìn)行分類存放,并做好清晰標(biāo)識,便于查找和取用,同時防止不同熱電偶之間相互混淆,確保在使用時能快速準(zhǔn)確地獲取所需的熱電偶,提高工作效率。珠海本地?zé)犭娕寄膫€好貴金屬熱電偶如S型、R型適用于高精度實(shí)驗(yàn)室場景,長期穩(wěn)定性可達(dá)±005℃級誤差。
基于環(huán)境因素選擇熱電偶環(huán)境因素對熱電偶的選擇有著重要影響。在高溫、高壓且伴有強(qiáng)腐蝕性氣體的化工生產(chǎn)環(huán)境中,普通熱電偶很容易被腐蝕損壞,此時需選用具備特殊保護(hù)措施或材質(zhì)的熱電偶。例如,鎧裝熱電偶,它的金屬保護(hù)套管能有效抵御惡劣環(huán)境侵蝕,且可彎曲的特性使其能適應(yīng)復(fù)雜安裝空間,適用于此類化工場景。在有強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境,如變電站內(nèi)測量設(shè)備溫度,應(yīng)選擇抗干擾能力強(qiáng)的熱電偶。有些熱電偶采用特殊屏蔽結(jié)構(gòu),能減少電磁干擾對熱電信號傳輸?shù)挠绊懀_保測量準(zhǔn)確性。在潮濕環(huán)境中,要考慮熱電偶的防水、防潮性能,防止因水分侵入導(dǎo)致測量誤差或損壞。綜合考慮環(huán)境因素,才能選到能在特定環(huán)境下穩(wěn)定工作的熱電偶。
熱惰性引入的誤差:由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測溫度的變化,在進(jìn)行快速測量時這種影響尤為突出。所以應(yīng)盡可能采用熱電極較細(xì)、保護(hù)管直徑較小的熱電偶。測溫環(huán)境許可時,甚至可將保護(hù)管取去。由于存在測量滯后,用熱電偶檢測出的溫度波動的振幅較爐溫波動的振幅小。測量滯后越大,熱電偶波動的振幅就越小,與實(shí)際爐溫的差別也就越大。當(dāng)用時間常數(shù)大的熱電偶測溫或控溫時,儀表顯示的溫度雖然波動很小,但實(shí)際爐溫的波動可能很大。為了準(zhǔn)確的測量溫度,應(yīng)當(dāng)選擇時間常數(shù)小的熱電偶。時間常數(shù)與傳熱系數(shù)成反比,與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比,如要減小時間常數(shù),除增加傳熱系數(shù)以外,較有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。使用中,通常采用導(dǎo)熱性能好的材料,管壁薄、內(nèi)徑小的保護(hù)套管。在較精密的溫度測量中,使用無保護(hù)套管的裸絲熱電偶,但熱電偶容易損壞,應(yīng)及時校正及更換。自動化生產(chǎn)線中,熱電偶與控制系統(tǒng)協(xié)同工作,實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的精確溫控。
貴金屬材質(zhì)熱電偶貴金屬材質(zhì)在高精度、高穩(wěn)定性熱電偶中應(yīng)用廣闊。如鉑銠系列熱電偶,由鉑和銠的合金制成。鉑具有高熔點(diǎn)、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn),銠能提升合金的高溫抗氧化性與熱電性能。鉑銠 10 - 鉑熱電偶常用于精密溫度測量,像科研實(shí)驗(yàn)、玻璃制造等對溫度精度要求極高的場景。在玻璃熔爐中,需精確控制 1500℃左右的高溫,該熱電偶能精細(xì)測量,其輸出的熱電信號誤差極小,確保玻璃生產(chǎn)過程中溫度穩(wěn)定,保障玻璃質(zhì)量,盡管成本較高,但因其出色性能,在對溫度測量精度要求苛刻的行業(yè)不可或缺。新型熱電偶的研發(fā)旨在提高溫度測量的準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度。肇慶特制熱電偶用途
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,熱電偶用于溫室大棚的溫度監(jiān)測,優(yōu)化作物生長環(huán)境。茂名本地?zé)犭娕计放?/p>
從理論上講,任何兩種不同導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)都可以配制成熱電偶,但是作為實(shí)用的測溫元件,對它的要求是多方面的。為了保證工程技術(shù)中的可靠性,以及足夠的測量精度,并不是所有材料都能組成熱電偶,一般對熱電偶的電極材料,基本要求是:(1)、在測溫范圍內(nèi),熱電性質(zhì)穩(wěn)定,不隨時間而變化,有足夠的物理化學(xué)穩(wěn)定性,不易氧化或腐蝕;(2)、 電阻溫度系數(shù)小,導(dǎo)電率高,比熱??;(3)、測溫中產(chǎn)生熱電勢要大,并且熱電勢與溫度之間呈線性或接近線性的單值函數(shù)關(guān)系;(4)、材料復(fù)制性好,機(jī)械強(qiáng)度高,制造工藝簡單,價格便宜。茂名本地?zé)犭娕计放?/p>