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浅析热电偶的分类与正负极的区分

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浏览 次【字号 】 发布时间:2012-8-16 打印本页

浅析热电偶的分类与正负极的区分

目前,在国内的市场上面流行的也是常用的热电偶有以下几种:

  1,镍铬硅—镍硅镁热电偶(N型热电偶)为廉金属热电偶,是一种最新国际标准化的热电偶:

  一,化学成份:正极(NP)的名义化学成分为:

  Ni:Cr:Si≈84.4:14.2:1.4,负极(NN)的名义化学成分为:Ni:Si:Mg≈95.5:4.4:0.1,其使用温度范围为-20~1300℃。

  二,技术:N型热电偶具有热电动势较大、灵敏度较高、稳定性和均匀性更好、抗氧化性能强、不受短程有序化影响等优点,其综合性能优于K型热电偶。N型热电偶不能直接在高温下用于硫、还原性或还原、氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛中。

  镍铬硅—镍硅镁热电偶(N型热电偶)为廉金属热电偶,是一种最新国际标准化的热电偶,正极(NP)的名义化学成分为:Ni:Cr:Si≈84.4:14.2:1.4,负极(NN)的名义化学成分为:Ni:Si:Mg≈95.5:4.4:0.1,其使用温度范围为 -20~1300℃。

  三,特点:N型热电偶具有热电动势较大、灵敏度较高、稳定性和均匀性更好、抗氧化性能强、不受短程有序化影响等优点,其综合性能优于K型热电偶。N型热电偶不能直接在高温下用于硫、还原性或还原、氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛中。

  2,铁—铜镍热电偶(J型热电偶)又叫铁—康铜热电偶:

  一,化学成份:它的正极(JP)的名义化学成分为纯铁,负极(JN)是铜镍合金,常被含糊地称之为康铜,其名义化学成分为55%的铜和45%的镍以及少量却十分重要的钴、铁、锰等元素,尽管它叫康铜,但不同于镍铬—康铜和铜—康铜的康铜,故不能用EN或TN来替换。铁—康铜热电偶覆盖测量温区为 -210~1200℃,但通常使用的温度范围为0-750℃。

  二,技术:J型热电偶具有线性度好、热电动势较大、灵敏度较高、稳定性和均匀性较好等优点。

  三,特点:J型热电偶可用于真空、氧化、还原和惰性气氛中,但正极铁在高温下氧化较快,故使用温度受到限制,也不能直接无保护地在500℃高温下用于硫化气氛中。

  3,镍铬—铜镍热电偶(E型热电偶)又称镍铬—康铜热电偶:

  一,化学成份:镍铬—铜镍热电偶(E型热电偶),也是一种廉金属热电偶,其正极(EP)为镍铬10合金,化学成分与KP相同,负极(EN)为铜镍合金,名义化学成分为55%的铜、45%的镍以及少量的钴、锰、铁等元素。该热电偶的使用温度为-200~900℃。

  二,技术:E型热电偶电动势之大,灵敏度之高属所有热电偶之最,宜制成热电堆,测量微小的温度变化。对于高湿度气氛的腐蚀不甚灵敏,宜用于湿度较高的环境。

  三,特点:E型热电偶还具有稳定性好、抗氧化性能优于铜-康铜、铁-康铜热电偶、价格便宜等优点,能用于氧化性、惰性气氛中,广泛为用户采用。 E型热电偶不能直接在高温下用于硫、还原性气氛中,热电均匀性较差。

  4,铜—铜镍热电偶(T型热电偶)又叫铜—康铜热电偶,是一种最佳的测量低温的廉金属热电偶:

  一,化学成份:它的正极(TP)是纯铜,负极(TN)是铜镍合金,常称之为康铜。它与镍铬—康铜的康铜EN通用,与铁—康铜的康铜JN不能通用,尽管它们都叫康铜。铜—铜镍热电偶测量温区为-200~350℃。

  二,技术:T型热电偶具有线性度好、热电动势大、灵敏度高、稳定性和均匀性好、价格便宜等优点,特别在-200~0℃温区内使用,稳定性更好,年稳定性可小于±3μV,经低温检定可作为二等标准进行低温量值传递。

  三,特点:T型热电偶的正极铜在高温下抗氧化性能差,故使用温度上限受到限制。

  镍铬-镍硅(K型)热电偶

  ·镍铬-铜镍(康铜)(E型)热电偶

  ·铁-铜镍(康铜)(J型)热电偶

  ·铜-铜镍(康铜)(T型)热电偶

  ·镍铬硅-镍硅镁(N型)热电偶

  四,性能:

  廉金属热电偶合金具有热电势高、温度与热电势关系呈线性、热电势长期稳定性好等  特点,符合国际电工委员会 (IEC)的相应标准.

  主要用途:

  广泛应用于国防、科研、冶金、化工、电力、仪器仪表等部门作测温元件。

  热电偶测温范围及公差

  名称 型号 最高使用温度范围(℃) 允许偏差(℃)

  长期 短期

  等级

  温度范围及允差

  镍铬-镍硅 GB/T2614

  K 1200

  1300 I

  -40~1100 ±1.5℃或±0.4%t

  II

  -40~1300 ±2.5℃或±0.75%t

  镍铬硅-镍硅镁 GB/T17615

  N 1200 1300 I

  -40~1100 ±1.5℃或±0.4%t

  II -40~1300 ±2.5℃或±0.75%t

  镍铬-铜镍 GB/T4993

  E 750 900 I -40~800 ±1.5℃或±0.4%t

  II -40~900 ±2.5℃或±0.75%t

  铁-铜镍 GB/T4994

  J 600 750 I 0~750 ±1.5℃或±0.4%t

  II ±2.5℃或±0.75%t

  铜-铜镍 GB/T2903

  T 300 350 I -40~350 ±0.5℃或±0.4%t

  II ±1℃或±0.75%t

  III -200~40 ±1℃或±1.5%t

  最高使用温度范围指下列规格:K、N、E、T型为:3.2mm,T为:2.0mm。

  K型热电偶有以下缺点:

  1、热电动势的高温稳定性较N型热电偶及贵金属热电偶差。在较高温度下,往往因氧化而损坏。在氧化性气氛中,直径3.2mm的K型热电偶,在 1100℃,1200℃下经650h左右,均超过0.75级允许误差;但N型热电偶在相同条件下,经过1000h,其热电动势的最大变化为 96.6μV(2.6℃)。在1250℃下经过1000h后仍未超差。

  2、在250~550℃范围内短期热循环稳定性不好,即使在同一温度点上,在升降温过程中其热电动势值也不一样,其差值可达2~5℃。

  3、K型热电偶的负极,在150~200℃范围内要发生磁性转变,致使在室温至230℃范围内,分度值往往偏离分度表,尤其在磁场中使用时,长出现与时间无关的热电动势干扰。

  4、长期处于高通量中子流辐照的环境下,由于负极中的Mn,Co等元素发生蜕变,使其稳定性欠佳,导致热电动势发生较大变化。

热电偶在使用过程中常常用会遇到一个尴尬的事情,就是对热电偶的正负区分不了,别看这个小问题能弄的你脸红耳赤,前几天在一个现场作业时,正遇到公司领导下来检查工作,正好有个老兄接热电偶,可是就因为正负极问题难住了。老总问他哪根是正负啊?他想了好久,说不出来。最后老总他用什么方式来检测热电偶的正负极,他还是回答不上来,由于一些生产厂商产品在出厂时没有详细标注导致了一些现场操作人员弄不清哪根是正极,哪根是负极,今天就个问题给朋友说一下,以免遇到时手忙脚乱,下面先说一下:镍铬—镍硅热电偶

  先说一下镍铬—镍硅热电偶的相关参数

  镍铬—镍硅热电偶(K型热电偶)是目前在500℃以上的测温区用量最大的廉金属热电偶,其用量是其他金属热电偶的总和。

  正极(KP)的名义化学成分为:Ni:Cr≈90:10,负极(KN)的化学成分为:Ni:Si≈97:其使用温度范围为-20~1100(1300)℃。

  K型热电偶具有线性度好、热电动势较大、灵敏度较高、稳定性和均匀性好、抗氧化性能强、价格便宜等优点,能用于氧化性、惰性气氛中。K型热电偶不能直接在高温下用于硫、还原性或还原、氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛之中。

  再说一下镍铬—镍硅热电偶的化学成份:镍铬—镍硅(镍铝)热电偶(分度号为K)的正极为含铬10%的镍铬合金(KP),负极为含硅3%的镍硅合金(KN)。 ,依据此特性,用磁铁可以很方便地鉴别出热电偶的正负极。它的特点是,使用温度范围宽,高温下性能稳定,热电动势与温度的关系近似线性,价格便宜,因此,它是目前用量最大的一种热电偶,镍铬—镍硅热电偶,K型热电偶适于在氧化性及惰性气氛中连续使用。短期使用温度为1300℃,长期使用温度为1100℃。经过选择后优质K型热电偶可以作为标准,用以分度工作用镍铬-镍硅等贱金属热电偶,在这种热电偶的两极添加金属钇及镁等元素,抗氧化性能可进一步提高,最高使用温度可达到1300℃。为了充分发挥廉金属价格便宜的优点,在同一测温场所中,可多安装几支热电偶,利用其灵敏度高和热电特性近似线性的特点,达到准确测量的目的,K型热电偶是抗氧化性较强的贱金属热电偶。不适宜在真空、含碳、含硫气氛及氧化与还原交替的气氛下裸丝使用。当氧分压较低时,镍铬极中的铬将则优氧化(也称绿蚀),使热电动势发生很大变化。但金属气体对其影响较些因此,多采用金属制热电偶保护管。

  现在我要告诉大家如何分热电偶的正负极:首先镍铬—镍硅热电偶的二根丝有明显的颜色区分,有一根是绿色的,一根是灰色的,绿色的为正极,如果是铠装热电偶丝,可以用一个小磁性材料,放在负极面上,也就是灰哪根丝上面,如果有吸引力这个就是负极现在用镍铬—镍硅热电偶的现场很多,但是好多用户以经把镍铬—镍硅热电偶取代了镍铬—镍铝热电偶。但仍然有一些老用户或国外使用镍铬—镍铝热电偶。两种热电偶的化学成分虽然不同,但其热电特性相同,使用同一分度表。

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