簡介
鎧裝熱電偶具有能彎曲、耐高壓、熱響應(yīng)時(shí)間快和堅(jiān)固耐用等許多優(yōu)點(diǎn)，它和工業(yè)用裝配式熱電偶一樣，作為測量溫度的傳感器，通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用，同時(shí)，亦可以作為裝配式熱電偶的感溫元件。它可以直接測量各種生產(chǎn)過程中從0℃~800℃范圍內(nèi)的液體、蒸汽和其氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度。與裝配式熱電偶相比，鎧裝熱電偶具有可彎曲、耐高壓、熱響應(yīng)時(shí)間短和堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)。
工作原理
是兩種不同成份的導(dǎo)體兩端經(jīng)焊接，形成回路，直接測溫端叫工作端，接線端子端叫冷端，也稱參比端。當(dāng)工作端和參比端存在溫差時(shí)，就會(huì)在回路中產(chǎn)生熱電流，接上顯示儀表，儀表上就會(huì)指示出熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢的對(duì)應(yīng)溫度值。鎧裝熱電偶的熱電動(dòng)勢將隨著測量端溫度升高而增長，熱電動(dòng)勢的大小只和熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān)，和熱電極的長度、直徑無關(guān)。鎧裝熱電偶的結(jié)構(gòu)原理是，是由導(dǎo)體、高絕緣氧化鎂、外套1Cr18Ni9Ti不銹鋼保護(hù)管，經(jīng)多次一體拉制而成。鎧裝熱電偶產(chǎn)品主要由接線盒、接線端子和鎧裝熱電偶組成基本結(jié)構(gòu)，并配以各種安裝固定裝置組成。
特點(diǎn)
鎧裝熱電偶是溫度測量中應(yīng)用***廣泛的溫度器件，他的主要特點(diǎn)就是測溫范圍寬，性能比較穩(wěn)定，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，更能夠遠(yuǎn)傳4-20mA電信號(hào)，便于自動(dòng)控制和集中控制。熱電偶的測溫原理是基于熱電效應(yīng)。將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同時(shí)，回路中將產(chǎn)生熱電勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，又稱為塞貝克效應(yīng)。閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢有兩種電勢組成；溫差電勢和接觸電勢。溫差電勢是指同一導(dǎo)體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢，不同的導(dǎo)體具有不同的電子密度，所以他們產(chǎn)生的電勢也不相同，而接觸電勢顧名思義就是指兩種不同的導(dǎo)體相接觸時(shí)，因?yàn)樗麄兊碾娮用芏炔煌援a(chǎn)生一定的電子擴(kuò)散，當(dāng)他們達(dá)到一定的平衡后所形成的電勢，接觸電勢的大小取決于兩種不同導(dǎo)體的材料性質(zhì)以及他們接觸點(diǎn)的溫度。
******上應(yīng)用的熱電偶具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，******上規(guī)定熱電偶分為八個(gè)不同的分度，分別為B，R，S，K，N，E，J和T，其測量溫度的***低可測零下270攝氏度，***高可達(dá)1800攝氏度，其中B，R，S屬于鉑系列的熱電偶，由于鉑屬于貴重金屬，所以他們又被稱為貴金屬熱電偶而剩下的幾個(gè)則稱為廉價(jià)金屬熱電偶。熱電偶的結(jié)構(gòu)有兩種，普通型和鎧裝型。普通性熱電偶一般由熱電極，絕緣管，保護(hù)套管和接線盒等部分組成，而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲，絕緣材料和金屬保護(hù)套管三者組合裝配后，經(jīng)過拉伸加工而成的一種堅(jiān)實(shí)的組合體。但是熱電偶的電信號(hào)卻需要一種特殊的導(dǎo)線來進(jìn)行傳遞，這種導(dǎo)線我們稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。不同的熱電偶需要不同的補(bǔ)償導(dǎo)線，其主要作用就是與熱電偶連接，使熱電偶的參比端遠(yuǎn)離電源，從而使參比端溫度穩(wěn)定。補(bǔ)償導(dǎo)線又分為補(bǔ)償型和延長型兩種，延長導(dǎo)線的化學(xué)成分與被補(bǔ)償?shù)臒犭娕枷嗤?，但是?shí)際中，延長型的導(dǎo)線也并不是用和熱電偶相同材質(zhì)的金屬，一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導(dǎo)線代替。補(bǔ)償導(dǎo)線的與熱電偶的連線一般都是很明了，熱電偶的正極連接補(bǔ)償導(dǎo)線的紅色線，而負(fù)極則連接剩下的顏色。一般的補(bǔ)償導(dǎo)線的材質(zhì)大部分都采用銅鎳合金。
溫度補(bǔ)償
由于鎧裝熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時(shí)），而測溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省鎧裝熱電偶材料，降低成本，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把鎧裝熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上。須***指出，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使鎧裝熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測溫的影響。 在使用鎧裝熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)須***注意型號(hào)相配，極性不能接錯(cuò)，補(bǔ)償導(dǎo)線與鎧裝熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。
測溫原理
電偶是用兩種不同成份的導(dǎo)體焊接在一起，兩端溫度不同時(shí)，在回路中就會(huì)有熱電勢產(chǎn)生，因此勢電偶是通過測量電勢從而測量溫度的一種感溫原件，它是一種變換器，它能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)再由顯示儀表顯示出來。
熱電偶測量溫度的基本原理是熱電效應(yīng)，將兩種不同成份的金屬導(dǎo)體首尾相連接成閉合回路，如兩接點(diǎn)的溫度不等，則在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢，形成熱電流，這就是熱電效應(yīng)。熱電偶就是將兩種不同的金屬材料一端焊接而成，焊接的一端叫做測量端，未焊接的一端叫做參考端，參考端在使用時(shí)通常恒定在一定的溫度(如00C)當(dāng)對(duì)測量端加熱時(shí)，在接點(diǎn)處有熱電勢產(chǎn)生。如參考端溫度恒定，其熱電勢的大小和方向只與兩種金屬材料的特性和測量端的溫度有關(guān)，而與勢電偶的精細(xì)和長短無關(guān)。當(dāng)測量端的溫度改變后，勢電勢也隨之改變，并且溫度和熱電勢之間有一固定的函數(shù)關(guān)系，利用這個(gè)關(guān)系就可以測量溫度。
測量范圍
常用的溫度儀表有鎧裝熱電偶。
鎧裝熱電偶：測量500℃以上的高溫，火電廠種主蒸汽的溫度，過熱起管壁溫度，高溫?zé)煔鉁囟?。特點(diǎn)：
能測量高溫，性能穩(wěn)定，準(zhǔn)確可靠、結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)、便于信號(hào)的遠(yuǎn)傳和實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)切換測量。主要的型號(hào)：分度號(hào)：S或LB-3上限1300℃（短時(shí)1600℃）。B或LL-2上限1600℃（短時(shí)1800℃）K或EU-2上限1200℃（短時(shí)1300℃）T或CK上限-200～350℃（短時(shí)400℃）E或EA-2上限-200～900℃熱電阻：測量精度高、性能穩(wěn)定、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣、可遠(yuǎn)距離策問、實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制和記錄。
鉑熱電阻，***高測溫650℃，Pt50,Pt100,銅電阻：50-150℃Cu50,Cu100。注意：自熱效應(yīng)引起的誤差，Pt工作d電流為小于6mA，遲滯帶來的影響，熱容量大，充分的熱交換，測量才準(zhǔn)確。安裝：安裝時(shí)，與被測介質(zhì)形成逆流，至少成90° 分度號(hào)：S或LB-3上限1300℃（短時(shí)1600℃）。B或LL-2上限1600℃（短時(shí)1800℃）K或EU-2上限1200℃（短時(shí)1300℃）T或CK上限-200～350℃（短時(shí)400℃）E或EA-2上限-200～900℃：測量精度高 、性能穩(wěn)定、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣 、可遠(yuǎn)距離策問、實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制和記錄。鉑，***高測溫650℃，Pt50,Pt100,銅電阻：
技術(shù)指標(biāo)
不同材料和直徑鎧裝熱電偶型號(hào)、分度號(hào)及推薦使用溫度電極材料
鎧裝熱電偶熱響應(yīng)時(shí)間在溫度出現(xiàn)階躍變化時(shí)，熱電偶的輸出值變化至相當(dāng)于該階躍變化的某個(gè)規(guī)定百分?jǐn)?shù)所需要的時(shí)間，稱為熱響應(yīng)時(shí)間，用τ表示（取50%時(shí)用τ0.5表示）。 鎧裝熱電偶熱響應(yīng)時(shí)間τ0.5（秒）
注：絕緣電阻用MΩ?m表示，即為常溫絕緣電阻與鎧裝偶長度的乘積。
例如：1000MΩ?m表示：1m長的試樣的絕緣電阻為
1000MΩ，10m長的試樣的絕緣電阻為100MΩ。
對(duì)于長度小于1m的鎧裝偶，按1m計(jì)算。
插座式接線盒和帶補(bǔ)償導(dǎo)線的鎧裝熱電偶不在此例。
測量范圍和準(zhǔn)確度
熱響應(yīng)時(shí)間
在溫度出現(xiàn)階段變化時(shí),熱電偶的輸出變化至相當(dāng)于該階躍變化的50%所需的時(shí)間稱為熱電響應(yīng)時(shí)間。
鎧裝熱電偶響應(yīng)時(shí)間應(yīng)不大于下表數(shù)據(jù)： 單位：s
鎧裝熱電偶直徑mm 鎧裝偶工作端形式區(qū)分 鎧裝熱電阻響應(yīng)時(shí)間
絕緣式響應(yīng)時(shí)間s 接殼式響應(yīng)時(shí)間s
Ф2.0 0.5 0.4 ------
Ф3.0 1.2 0.6 3.0
Ф4.0 2.5 0.8 5.0
Ф5.0 4.5 1.2 8.0
Ф6.0 6.0 2.0 12.0
Ф8.0 8.0 4.0
熱響應(yīng)時(shí)間，用τ0.5表示。
鎧裝熱電偶熱響應(yīng)時(shí)間不大于下表的規(guī)定：
熱響應(yīng)時(shí)間τ0.5S 接殼式 絕緣式
套管直徑（mm）
2.0 0.4 0.5
3.0 0.6 1.2
4.0 0.8 2.5
5.0 1.2 4.0
6.0 2.0 6.0
8.0 4.0 8.0
形式
露端式： 熱響應(yīng)時(shí)間短；適于測量發(fā)動(dòng)機(jī)排氣等 要求響應(yīng)快的溫度測量；機(jī)械強(qiáng)度較低。
接殼式 ：熱響應(yīng)時(shí)間短；公稱壓力大（可達(dá)34MPa）;不適用于有電磁干擾的場合。
絕緣式 ：熱響應(yīng)時(shí)間較前兩種長，使用壽命長；抗電磁干擾；在對(duì)熱響應(yīng)時(shí)間無特殊要求的場合多采用此種形式。
分離式 ： 雙支，避免信號(hào)干擾，其特點(diǎn)同絕緣式。
基本結(jié)構(gòu)
鎧裝熱電偶主要由接線盒、接線端子和鎧裝熱電偶元件等組成基本結(jié)構(gòu)，并配以各種安裝固定裝置。安裝固定型式固定裝置是供用戶安裝時(shí)使用。鎧裝熱電偶有：無固定裝置、固定卡套式，可動(dòng)卡套式，固定法蘭式，可動(dòng)法蘭式五種結(jié)構(gòu)型式。固定卡套式只供一次性固定使用，可動(dòng)卡套式可做多次固定使用。
測量端(熱端)結(jié)構(gòu)形式
檢定方法
金屬熔體快速鎧裝熱電偶的檢定方法及裝置。該裝置主要由一能容納兩只被測偶端部石英管的扁加熱線圈、兩只與被測偶形狀相同的鎧裝熱電偶及相應(yīng)的控溫顯示輸出裝置構(gòu)成。檢定方法是首先利用兩只校準(zhǔn)熱電偶找出扁加熱線圈中使這兩只校準(zhǔn)偶熱電勢相同的點(diǎn)，用被檢偶取代其中的一只校準(zhǔn)偶，在其它條件不變的情況下，待被檢偶的讀數(shù)穩(wěn)定后與校準(zhǔn)偶的讀數(shù)相比較即可知被檢偶的量值是否準(zhǔn)確。此方法提供了快速測溫?zé)犭娕嫉膶?shí)驗(yàn)室檢定手段，可對(duì)快速測溫?zé)犭娕荚诙鄠€(gè)溫度點(diǎn)上進(jìn)行測試并作出全面的評(píng)價(jià)。
其特征在于：a、該裝置是由一扁加熱線圈、一對(duì)校準(zhǔn)鎧裝熱電偶及控溫顯示輸出裝置構(gòu)成。b、檢定