K型熱電偶作為一種溫度傳感器,K型熱電偶通常和顯示儀表,記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。K型熱電偶可以直接測(cè)量各種生產(chǎn)中從0℃到1300℃范圍的液體蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。
K型熱電偶是目前用量*的廉金屬熱電偶,其用量為其他熱電偶的總和。K型熱電偶絲直徑一般為1.2mm~4.0mm。
正極(KP)的名義化學(xué)成分為:Ni:Cr=90:10,負(fù)極(KN)的名義化學(xué)成分為:Ni:Si=97:3,其使用溫度為-200℃~1300℃。
K型熱電偶具有線性度好,熱電動(dòng)勢(shì)較大,靈敏度高,穩(wěn)定性和均勻性較好,抗氧化性能強(qiáng),價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),能用于氧化性惰性氣氛中廣泛為用戶所采用。
K型熱電偶不能直接在高溫下用于硫,還原性或還原,氧化交替的氣氛中和真空中,也不推薦用于弱氧化氣氛。
測(cè)溫原理
熱電偶溫度傳感器的工作原理利用的是熱電效應(yīng),兩種不同成份的導(dǎo)體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路,當(dāng)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí),在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)而這種電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)。其中,直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端(也稱為測(cè)量端),另一端叫做冷端(也稱為補(bǔ)償 端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)。
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。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí),只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同,熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶溫度傳感器測(cè)溫時(shí),可接入測(cè)量?jī)x表, 測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)后,即可知道被測(cè)介質(zhì)的溫度。
熱電偶溫度傳感器實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器,它將熱能轉(zhuǎn)換為電能,用所產(chǎn)生的熱電勢(shì)測(cè)量溫度,對(duì)于熱電偶的熱電勢(shì),應(yīng)注意如下幾個(gè)問題:
1.熱電偶的熱電勢(shì)是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差,而不是熱電偶冷端與工作端,兩端溫度差的函數(shù);
2.熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)的大小,當(dāng)熱電偶的材料是均勻時(shí),與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無關(guān),只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān);
3.當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料成份確定后,熱電偶熱電勢(shì)的大小,只與熱電偶的溫度差有關(guān)。
熱電偶測(cè)溫必須由熱電偶、連接導(dǎo)線及顯示儀表三部分組成。下圖是**簡(jiǎn)單的熱電偶測(cè)溫示意圖。

按上圖組成的熱電偶蕊及測(cè)溫電偶絲1 ,如果將熱電偶的熱端(工作端)加熱,使得冷、熱兩端的溫度不同,則在該熱電偶回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì),這種物理現(xiàn)象就稱為熱電現(xiàn)象(即熱電效應(yīng))。在熱電偶回路中產(chǎn)生的電勢(shì)由溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)兩部分組成。接觸電勢(shì):它是兩種電子密度不同的導(dǎo)體相互接觸時(shí)產(chǎn)生的一種熱電勢(shì)。

當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體A和B相接觸時(shí),假設(shè)導(dǎo)體A和B的電子密度分別為Na和Nb并且Na>Nb,則在兩導(dǎo)體的接觸面上,電子在兩個(gè)方向的擴(kuò)散率就不相同,由導(dǎo)體A擴(kuò)散到導(dǎo)體B的電子數(shù)比從B擴(kuò)散到A的電子數(shù)要多。導(dǎo)體A失去電子而顯正電,導(dǎo)體B獲得電子而顯負(fù)電。因此,在A、B兩導(dǎo)體的接觸面上便形成一個(gè)由A到B的靜電場(chǎng),這個(gè)電場(chǎng)將阻礙擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)進(jìn)行,同時(shí)加速電子向相反方向運(yùn)動(dòng),使從B到A的電子數(shù)增多,**達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。此時(shí)A、B之間也形成一電位差,這個(gè)電位差稱為接觸電勢(shì)。此電勢(shì)只與兩種導(dǎo)體的性質(zhì)相接觸點(diǎn)的溫度有關(guān),當(dāng)兩種導(dǎo)體的材料一定,接觸電勢(shì)僅與其接點(diǎn)溫度有關(guān)。溫度越高,導(dǎo)體中的電子就越活躍,由A導(dǎo)體擴(kuò)散到B導(dǎo)體的電子就越多,接觸面處所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)就越大,即接觸電勢(shì)越大。

本公司研制的TIDAS智能電流溫度**系統(tǒng)正是利用電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生發(fā)熱引起導(dǎo)體溫度上升的原理,用熱電偶傳感器把溫度信號(hào)的變化傳給本公司的系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度和電流的監(jiān)控,從而通過本公司的軟件進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品及零部件的質(zhì)量分析。
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