热电偶类型完整指南
热电偶类型完整指南
热电偶是工业中广泛用于温度测量的设备。由于其多功能性、低成本和坚固性，热电偶已成为在各种环境中精确监控和测量温度的最受欢迎的选择之一。本文将深入探讨不同类型的热电偶、它们的应用、主要特性，以及如何根据环境和具体测量需求选择最合适的热电偶。
什么是热电偶？
热电偶是一种通过两种不同金属导体的结合来测量温度的传感器。这些导体产生的电压随着传感器两端之间的温差而变化，从而可以确定测量点的准确温度。这种现象称为塞贝克效应，这是热电偶工作的基础。
工作原理
正如我们提到的，热电偶基于塞贝克效应。当两种金属接触并受到温差时，它们会产生电压。热电偶的一端与被测物体（被测物体）接触热粘合），而另一端保持在已知温度，例如室温（冷联结).
产生的电压被转换成有用的温度读数。值得注意的是，热电偶的输出信号非常小，通常为毫伏，因此需要一个放大电路来将该信号转换为可管理的数字。
热电偶的类型
根据构成导体的材料，热电偶有多种类型，每种类型在温度范围和精度方面都具有独特的特性。下面，我们描述最常见的。
K型热电偶
K型热电偶是业内最常见的。它由以下组合组成镍铬（Chromel®）作为积极元素和镍铝(Alumel®) 作为负面元素。它非常适合测量 -200°C 至 1250°C 的宽范围温度。
这种类型的热电偶在氧化和高温气氛的环境中特别有用。其低成本和耐用性使其成为广泛工业应用的绝佳选择。
J型热电偶
J型热电偶它以其在温度范围为 -210°C 至 760°C 的环境中使用而闻名。它是由耶罗作为正极导体和康铜（铜镍合金）作为负极导体。
它是一个更便宜的热电偶适用于不超过 760°C 的环境，因为铁在较高温度下会迅速氧化。因此，它非常适合需要低成本传感器和适中温度的应用。
T型热电偶
ElT型热电偶它非常适合低温测量，例如 -200°C 至 350°C 的温度范围。其驱动程序由铜积极的一面和康铜消极的一面。在非极端低温或大气范围内工作时，它是稳定性和精度最好的产品之一。
贵金属热电偶：R、S 和 B 型
这些热电偶的类型它们主要由铂等贵金属制成，这使得它们非常适合需要测量高达 1700°C 的高温的应用。它们非常精确和稳定，但也很昂贵。
R型热电偶使用组合铂铑作为司机。它适用于高达1450°C的温度，并且非常稳定，适合实验室和高精度环境。
ElS型热电偶它与R型类似，但其铂铑比例略有不同，使其适合需要高水平稳定性和耐用性的应用。
B型热电偶它因其能够测量高达 1700°C 的极高温度而脱颖而出，而无需在高达 50°C 的冷端进行补偿。这使得它在高风险工业应用和恶劣环境中非常有用。
N型热电偶
ElN型热电偶它是作为 K 型的演变而开发的，其特点是具有更强的抗氧化性和高温稳定性。它使用合金镍铬硅y尼西尔，这使其能够在高达 1280°C 的范围内运行。
这种类型的热电偶是需要高耐热降解性和长期耐用性的应用的理想选择。
热电偶误差范围和限制
IEC 60584-1 标准为每种类型的热电偶建立了不同的温度范围和误差限值。虽然它们根据电线直径和环境条件而变化，但一般来说，可以定义以下内容：
- J型：-210℃至760℃，误差±2.2℃或±0.75%
- K型：-200℃至1250℃，误差±2.2℃或±0.75%
- T型：-200℃至350℃，误差±1.0℃或±0.75%
- N型：-200℃至1280℃，误差±2.2℃或±0.75%
如何选择合适的热电偶？
选择合适的热电偶这取决于几个因素，例如要测量的温度范围、传感器的使用环境以及可用预算。重要的是要考虑以下方面：
- 最高和最低温度：每种类型的热电偶都有特定的工作范围。
- 操作开始：氧化、还原、低温气氛等可能会影响传感器的耐用性。
- 耐化学性：有些材料比较容易受到腐蚀，这会影响传感器的寿命。
- 精确：精度越高，成本一般会增加，因此是与功能性平衡的一个因素。
常见应用
MGI热电偶由于其多功能性和坚固性，它们被用于各个行业的数百万种应用。一些例子包括：
- 发电厂涡轮机和其他关键部件的温度受到监控。
- 研究实验室在极端温度（高温和低温）下进行测量时需要高精度。
- 工业流程例如工厂自动化，其中对热监控的需求是恒定的。
热电偶的优点和缺点
尽管被广泛使用，但并非所有环境都适合热电偶。我们来分析一下它的优点和缺点。
优点
- 坚固耐用即使在极端条件下。
- 低成本与 RTD 等其他传感器相比。
- 温度范围宽，从低温应用到高温合同。
缺点
- 精度有限与 RTD 等更先进的技术相比。
- 对电噪声的敏感性，特别是在长电缆运行中。
- 需要落实冷端补偿以获得准确的读数。
当尝试为特定应用选择合适的热电偶时，必须考虑所有这些因素，权衡其提供的优势（例如低成本和宽工作范围）与精度和环境敏感性方面的限制。热电偶仍然是在高要求的工业应用中测量温度的最高效、最通用的解决方案之一。