热处理炉设计第十一章 常用测温元件.ppt

第十一章 常用测温元件 * 南京工程学院材料教研室 （2学时） 热电偶测温原理:将温度转换成热电势→测量热电势→ 根据热电势与温度间关系实现温度测量。接触式测温仪表常用感温元件。 热电偶特点：结构简单、性能稳定、使用方便、测量精度高、测温范围广等，但温度较低时，温度与热电偶产生的热电势间线性关系较差，故温度较低时通常不用热电偶测温。 工业常用热电偶种类、型号及适用温度范围 第一节 热电偶 ±1% 0-800 0-600 90%镍10%铬；考铜（44%Ni56%Cu） 考铜 镍铬 EA-2 WREA 镍铬-考铜 ±0.75% 0-1100 0-900 90%镍10%铬；97%镍3%硅 镍硅 镍铬 EU-2 WREU 镍铬-镍硅 ±0.5% 0-1600 0-1300 90%铂10%铑；100%铂 铂 铂铑 LB-3 WRLB 铂铑-铂 短期 长期 - + 误差 测温范围 成分 极性 分度号 型号 名称 常用热电偶结构 热电偶典型结构如图所示。 热电极： 直径：贵金属0.35-0.65mm；普通金属0.5-3.2mm。 长度：取决于热端插入温度场深度，一般为0.25-3m。 绝缘管：作用：防止热电极短路。材料：通常为高铝陶瓷。 截面形状：圆形有单孔和四孔；椭圆形为双孔。 保护套管 作用：1)防止热电偶腐蚀；2)避免火焰或气流直接冲击；3)提高热电偶强度。 材料：1)表面镀铬的铜及铜合金管≤400℃使用；2)无缝钢管≤600℃使用，镀铬、镀镍后≤900-1000℃使用；3)不锈钢管≤900-1000℃使用；4）石英管≤1300℃使用，瓷管≤1400℃使用，短期使用温度可达1600℃。 接线盒：供热电偶和补偿导线连接用。 出线孔和盖子均用垫片和垫圈密封，以防污物落入影响接线可靠性。热电极与补偿导线连接处有正负极性标记。 铠装热电偶：将热电偶丝与电熔氧化镁(绝缘体)熔铸在一起，外套不锈钢管后拉制而成。 铠装热电偶可任意弯曲、耐高压、反应时间快、牢固耐用等优点。 热电偶补偿导线：连接热电偶与二次仪表导线。 补偿导线:指0-100℃与热电偶具有相同温度-热电势关系的导线。 选用补偿导线注意事项：1)补偿导线必须与配接热电偶匹配，否则因其与热电偶热电势-温度关系不同引入误差(常用两种热电偶补偿导线见下表)；2)补偿导线和热电偶连接端温度不能超过100℃，否则会引入测量误差；3)补偿导线正负极与热电偶正负极必须正确连接，否则会带来更大测量误差。 棕色 康铜 红色 铜 镍铬-镍硅 绿色 镍铜 红色 铜 铂铑-铂 绝缘层颜色 材料 绝缘层颜色 材料 负极 正极 补偿导线 热电偶名称 使用热电偶注意事项 测温点：能代表工件温度位置。 安装位置：尽量避开强磁场和电场，以免引入干扰信号产生测量误差，如盐浴炉中热电偶不应靠电极太近。 插入深度：≥保护套管外径8-10倍，插入太浅，由于保护套管散热，会导致测量温度偏低。 接线盒：不能靠在炉壁上，以免冷端温度过高(100℃)影响测量精度。 热电偶尽可能保持垂直使用，以免保护套管高温下因自重变形，水平安装时插入深度不应大于500mm，露出部分用架子托牢，使用一段时间后旋转180°。 热电偶保护套管与炉壁间间隙应用耐火泥或石棉绳堵塞，以免空气对流影响测温准确性；补偿导线与接线盒出孔之间间隙也应用石棉绳塞紧，并使孔口朝下，以免污物落下。 低温测量时为减小热电偶热惯性，常采用开口保护管或无保护管热电偶。 热电阻测温原理：利用导体或半导体的电阻与温度间的关系测温。 电阻温度计：用热电阻作为感温元件的温度计。常用电阻温度计有铂电阻温度计和铜电阻温度计。 电阻温度计特点 1)适用于测低温，常用电阻温度计测温范围-200～+500℃； 2)低温下(500℃)电阻温度计输出信号比热电偶大得多，灵敏度高。 热电阻材料应具备的条件 1)电阻温度系数大:电阻温度系数越大,灵敏度越高,测量越精确; 2)电阻率高:电阻率越高,热电阻体积越小,温度响应速度越快； 3)测温范围物理化学稳定性好； 4)电阻值与温度间具有近似线性关系(以便分度和读数)； 5)复制性好：纯金属电阻温度系数比合金大，且易复制，故常采用纯金属作感温元件材料。 第二节 热电阻 工业常用电阻温度计 铂电阻温度计 特点:1)可在氧化性气氛中工作；2)易提纯，复制性好；3)还原性气氛中需加保护套管(因铂丝易被金属蒸汽沾污变脆，并导致电阻温度特性变化)。 组成：电阻体(铂丝)；绝缘套管(陶瓷)；保护套管(碳钢、黄铜、不锈钢、玻璃、石英管、塑料，用何种材料取决于被测温度场)；接线盒(铝合金)组成。铂电阻温度计结构和外形与热电偶相似。 铜电阻温度计: 适用于制造-50～+100℃测温范围热电阻。 优点：1)在-50～+100℃，铜电阻与温度