热电偶是热工监测与测试的计量工具,发挥着重要的作用。在当前的生产工艺流程中,检测技术及其用具越来越重要,尤其在对各种产品与构件进行无损擦伤、测量与计量方面,陶瓷热电偶作用功不可没,对于提高质量与企业的经济效益是不可或缺的。
一、简单介绍一下热电偶传感器
热电偶是一种感温元件,是一种仪表。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。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect)。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表;;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。 在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。
热电偶传感器的工作原理:两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当两个接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对于热电偶的热电势,应注意如下几个问题: 1:热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差,而不是热电偶冷端与工作端,两端温度差的函数; 2 :热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成份和两端的温差有关; 3:当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关;若热电偶冷端的温度保持一定,这进热电偶的热电势***是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。
二、热电偶好坏的判断方法
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。热电偶在用过一段时间后,肯定会有磨损,甚至可能是损坏,一般热电偶的好坏与它里面的热电偶线(丝)有关,但怎样去判断偶线的好坏,就这问题简单的探讨一下。首先确定热电偶线的外观没有问题,是好是坏,得通过检测才能确定。
将待测热电偶线穿上热电偶专用的瓷套管,和标准铂铑热电偶一起放入管式电炉中,将热端插入管式电炉中的一个多孔的均热用的金属镍制成的圆柱体中。将各自的补偿导线的冷端放入由冰水混合物保持的零摄氏度的容器中。
将管式电炉保持在该热电偶的许用***高温度,并稳定保持这个范围。这时候用经过检测合格的惠司登电位差计,测出标准热电偶和待测热电偶产生的热电势差并记录。
根据记录的热电势差即可判断热电偶的好坏,查分度表查出各自对应的温度,如果待测热电偶超差,可以判定为不合格。