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熱電偶的原理1821年德國(guó)科學(xué)家塞貝克(T
熱電偶的原理
1821年德國(guó)科學(xué)家塞貝克(T.J Seebeck)發(fā)現(xiàn):當(dāng)連接兩種不同金屬,并對(duì)兩端的接點(diǎn)施加不同溫度時(shí),金屬之間會(huì)產(chǎn)生電壓并有電流通過。這一現(xiàn)象以發(fā)現(xiàn)者的名字命名為“塞貝克效應(yīng)”。該回路中生成電流的電力被稱為熱電動(dòng)勢(shì)(Thermoelectromotive force),其極性和大小僅由兩種導(dǎo)體的材質(zhì)和兩端之間的溫度差決定。
利用前面所說的塞貝克效應(yīng),熱電偶工作原理為其憑借2種不同金屬的接合處(測(cè)溫接點(diǎn))T1與熱電偶顯示儀表接點(diǎn)(基準(zhǔn)接點(diǎn))T0之間的溫度差T,從而產(chǎn)生電壓。使用熱電偶測(cè)量溫度時(shí),顯示儀表會(huì)測(cè)量該電壓。
熱電偶是一種感溫元件,是一次儀表。它直接測(cè)量溫度,并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào),通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),回路中就會(huì)有電流通過,此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì),這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極,溫度較高的一端為工作端,溫度較低的一端為自由端,自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù)關(guān)系,制成熱電偶分度表;分度表是自由端溫度在0℃時(shí)的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。
K型熱電偶鎳鉻(鎳硅(鎳鋁)熱電偶)
K型熱電偶是亢氧化性較強(qiáng)的賤金屬熱電偶,可測(cè)量0~1300℃的介質(zhì)溫度,適宜在氧
化性及惰性氣體中連續(xù)使用,短期使用溫度為1200℃,長(zhǎng)期使用溫度為1000℃,其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系近似線性,是目前用量較大的熱電偶。然而,它不適宜在真空、含硫、含碳?xì)夥占把趸€原交替的氣氛下裸絲使用;當(dāng)氧分壓較低時(shí),鎳鉻極中的鉻將擇優(yōu)氧化,使熱電勢(shì)發(fā)生很大變化,但金屬氣體對(duì)其影響較小,因此,多采用金屬制保護(hù)管。
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)
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(cè)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(cè)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)。