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工业常用热电偶的测温范围(S、R、B、K、T、J、N、E型)

2016-10-12 16:10:26点击:

      热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。

热电偶测量范围及允许误差范围 

热电偶类别

代号

分度号

测量范围

基本误差限

镍铬-康铜

WRK

E

0-800℃

±0.75%t

镍铬-镍硅

WRN

K

0-1300℃

±0.75%t

铂铑 13 -铂

WRB

R

0-1600℃

±0.25%t

铂铑 10 -铂

WRP

S

0-1600℃

±0.25%t

铂铑 30 -铂铑 6

WRR

B

0-1800℃

±0.25%t

注:t为感温元件实测温度值(℃)热电偶测温范围
热电偶时间常数

热惰性级别

时间常数(秒)

热惰性级别

时间常数(秒)

90-180

10-30

30-90

<10

热电偶分类

热电偶分度号 热电极材料
  正极 负极
S 铂铑 10 纯铂
R 铂铑 13 纯铂
B 铂铑 30 铂铑 6
K 镍铬 镍硅
T 纯铜 铜镍
J 铜镍
N 镍铬硅 镍硅
E 镍铬 铜镍

不同热电偶的优缺点

(S型热电偶)铂铑10-铂热电偶
铂铑10-铂热电偶(S型热电偶)为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm,允许偏差-0.015mm,其正极(SP)的名义化学成分为铂铑合金,其中含铑为10%,含铂为90%,负极(SN)为纯铂,故俗称单铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1300℃,短期最高使用温度为1600℃。 
S型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高,稳定性最好,测温温区宽,使用寿命长等优点。它的物理,化学性能良好,热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好,适用于氧化性和惰性气氛中。由于S型热电偶具有优良的综合性能,符合国际使用温标的S型热电偶,长期以来曾作为国际温标的内插仪器,“ITS-90”虽规定今后不再作为国际温标的内查仪器,但国际温度咨询委员会(CCT)认为S型热电偶仍可用于近似实现国际温标。

S型热电偶不足之处是热电势,热电势率较小,灵敏读低,高温下机械强度下降,对污染非常敏感,贵金属材料昂贵,因而一次性投资较大。
热电偶测温范围
(R型热电偶)铂铑13-铂热电偶

铂铑13-铂热电偶(R型热电偶)为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm,允许偏差-0.015mm,其正极(RP)的名义化学成分为铂铑合金,其中含铑为13%,含铂为87%,负极(RN)为纯铂,长期最高使用温度为1300℃,短期最高使用温度为1600℃。

R型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高,稳定性最好,测温温区宽,使用寿命长等优点。其物理,化学性能良好,热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好,适用于氧化性和惰性气氛中。由于R型热电偶的综合性能与S型热电偶相当,在我国一直难于推广,除在进口设备上的测温有所应用外,国内测温很少采用。1967年至1971年间,英国NPL,美国NBS和加拿大NRC三大研究机构进行了一项合作研究,其结果表明,R型热电偶的稳定性和复现性比S型热电偶均好,我国目前尚未开展这方面的研究。
热电偶测温范围
R型热电偶不足之处是热电势,热电势率较小,灵敏读低,高温下机械强度下降,对污染非常敏感,贵金属材料昂贵,因而一次性投资较大。

(B型热电偶)铂铑30-铂铑6热电偶

铂铑30-铂铑6热电偶(B型热电偶)为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm,允许偏差-0.015mm,其正极(BP)的名义化学成分为铂铑合金,其中含铑为30%,含铂为70%,负极(BN)为铂铑合金,含铑为量6%,故俗称双铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1600℃,短期最高使用温度为1800℃。

B型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高,稳定性最好,测温温区宽,使用寿命长,测温上限高等优点。适用于氧化性和惰性气氛中,也可短期用于真空中,但不适用于还原性气氛或含有金属或非金属蒸气气氛中。B型热电偶一个明显的优点是不需用补偿导线进行补偿,因为在0~50℃范围内热电势小于3μV。

B型热电偶不足之处是热电势,热电势率较小,灵敏读低,高温下机械强度下降,对污染非常敏感,贵金属材料昂贵,因而一次性投资较大。

(K型热电偶)镍铬-镍硅热电偶

镍铬-镍硅热电偶(K型热电偶)是目前用量最大的廉金属热电偶,其用量为其他热电偶的总和。正极(KP)的名义化学成分为:Ni:Cr=90:10,负极(KN)的名义化学成分为:Ni:Si=97:3,其使用温度为-200~1300℃。

K型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜等优点,能用于氧化性惰性气氛中。广泛为用户所采用。

K型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性或还原,氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛中。

(N型热电偶)镍铬硅-镍硅热电偶

镍铬硅-镍硅热电偶(N型热电偶)为廉金属热电偶,是一种最新国际标准化的热电偶,是在70年代初由澳大利亚国防部实验室研制成功的它克服了K型热电偶的两个重要缺点:K型热电偶在300~500℃间由于镍铬合金的晶格短程有序而引起的热电动势不稳定;在800℃左右由于镍铬合金发生择优氧化引起的热电动势不稳定。正极(NP)的名义化学成分为:Ni:Cr:Si=84.4:14.2:1.4,负极(NN)的名义化学成分为:Ni:Si:Mg=95.5:4.4:0.1,其使用温度为-200~1300℃。

N型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度较高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜,不受短程有序化影响等优点,其综合性能优于K型热电偶,是一种很有发展前途的热电偶.

N型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性或还原,氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛中。

(E型热电偶)镍铬-铜镍热电偶

镍铬-铜镍热电偶(E型热电偶)又称镍铬-康铜热电偶,也是一种廉金属的热电偶,正极(EP)为:镍铬10合金,化学成分与KP相同,负极(EN)为铜镍合金,名义化学成分为:55%的铜,45%的镍以及少量的锰,钴,铁等元素。该热电偶的使用温度为-200~900℃。

E型热电偶热电动势之大,灵敏度之高属所有热电偶之最,宜制成热电堆,测量微小的温度变化。对于高湿度气氛的腐蚀不甚灵敏,宜用于湿度较高的环境。E热电偶还具有稳定性好,抗氧化性能优于铜-康铜,铁-康铜热电偶,价格便宜等优点,能用于氧化性和惰性气氛中,广泛为用户采用。

E型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性气氛中,热电势均匀性较差。

(J型热电偶)铁-铜镍热电偶

铁-铜镍热电偶(J型热电偶)又称铁-康铜热电偶,也是一种价格低廉的廉金属的热电偶。它的正极(JP)的名义化学成分为纯铁,负极(JN)为铜镍合金,常被含糊地称之为康铜,其名义化学成分为:55%的铜和45%的镍以及少量却十分重要的锰,钴,铁等元素,尽管它叫康铜,但不同于镍铬-康铜和铜-康铜的康铜,故不能用EN和TN来替换。铁-康铜热电偶的覆盖测量温区为-200~1200℃,但通常使用的温度范围为0~750℃ 。

热电偶型号的正确选择方法
选择热电偶要根据使用温度范围、所需精度、使用气氛、测定对象的性能、响应时间和经济效益等综合考虑。

1、测量精度和温度测量范围的选择
使用温度在1300~1800℃,要求精度又比较高时,一般选用B型热电偶;要求精度不高,气氛又允许可用钨铼热电偶,高于1800℃一般选用钨铼热电偶;使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶;在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶,低于400℃一般用E型热电偶;250℃下以及负温测量一般用T型电偶,在低温时T型热电偶稳定而且精度高。

2、使用气氛的选择
S型、B型、K型热电偶适合于强的氧化和弱的还原气氛中使用,J型和T型热电偶适合于弱氧化和还原气氛,若使用气密性比较好的保护管,对气氛的要求就不太严格。

3、耐久性及热响应性的选择
线径大的热电偶耐久性好,但响应较慢一些,对于热容量大的热电偶,响应就慢,测量梯度大的温度时,在温度控制的情况下,控温就差。要求响应时间快又要求有一定的耐久性,选择铠装偶比较合适。

4、测量对象的性质和状态对热电偶的选择
运动物体、振动物体、高压容器的测温要求机械强度高,有化学污染的气氛要求有保护管,有电气干扰的情况下要求绝缘比较高。

选型流程:型号--分度号—防爆等级—精度等级—安装固定形式—保护管材质—长度或插入深度

产品选型及订货须知:

1、在选用及订货时,请注明

2、 产品型号

3、分度号

4、保护管材料及直径

5、保护管总长L及置入深度

6、固定装置型式

7、产品实际测量范围

8、螺纹式固定装置型式在订货时不标注均为固定外螺纹M27×2,(其余螺纹固定型式均需注明)

9、因用户特殊需要而与上述产品型号不符者,需要专门制造的产品,请注明您的特殊技术要求,来(或函)与我公司有关责任部门联系特殊订货。

10、不同温度热电偶的选择技巧

热电偶的选择,首先应根据被测温度的上限和使用环境来选择热电偶的热电极和保护套管,其次根据被测对象的结构和安装特点来选择热电偶的规格尺寸.热电偶按结构形式不同可分为:普通产业型,恺装型,高机能实体型和特种型热电偶.常见的普通产业用热电偶有以下几种:

(1)镍铬一康铜热电偶属于廉金属热电偶,其正极为镍铬合金(EP),负极为铜镍合金(EN).长期使用温度600度,短期使用温度800度,最大的特点是热电动势率最大,即敏捷度最高,但极易被氧化,分度号为E.

(2)铜一康铜热电偶属于廉金属热电偶,其正极为纯铜(TP),负极为康铜(铜镍)合金(TN).在低温状态普遍应用的一种热电偶,测温范围一200一 300 OC,热电极丝的平均性好,不乱性高,敏捷度好,价格低廉,分度号为To恺装型热电偶是将热电极丝装在有绝缘材料的金属套管中,经组合加工成可弯曲的坚实的组合体,再依所需长度截断,对其丈量端和参考端进行加工即制成恺装型热电偶.该种热电偶可以做得很细很长,在使用中可随丈量需要而弯曲.其测温范围宽, 响应速度快,热接点处的热容量小,使用寿命长.同时其机械强度高,耐压机能高,适应性广,绕性大,安装使用利便,应用极其广泛.

(3)铂锗10一铂热电偶属于贵金属热电偶,其正极的名义成分为含锗10%的铂锗合金(SP),负极为纯铂(SN).长期使用温度1300度,短期使用温度1600度.抗氧化机能强.宜在氧化,惰性环境中连续使用.一般用于正确度要求较高的高温丈量,但其价格昂贵,机械强度差,热电动势小,需配用敏捷度高的显示仪表,分度号为S。

(4)镍铬一镍硅热电偶属于廉金属热电偶,其正极为含10%的镍铬合金(KP),负极为含硅3%的镍硅合金(KN),负极亲磁性.长期使用温度1000 9C,短期使用温度1200`C,热电势比S型热电偶大4一5倍,线性度极好,使用温度范围宽,是廉金属热电偶中机能最不乱的一种.宜在氧化性,惰性环境中连续使用,价格便宜,误差约在7℃左右.但其热电极不易做得太平均,易氧化,尤其在低温状态,其不乱性差,分度号为K。