Temperaturkontrol af termoelementer

Termoelement er en type temperaturfølende element. Den måler direkte temperatur og omdanner temperatursignalet til et termoelektrisk potentiale signal, som derefter omdannes til temperaturen på det målte medium gennem elektriske instrumenter (sekundære instrumenter). Det grundlæggende princip om temperaturmåling er, at to ledere med forskellige sammensætninger danner et lukket kredsløb. Når der er en temperaturgradient i begge ender, strømmer strømmen gennem kredsløbet, og der vil være en elektromotorisk kraft - termoelektrisk kraft - mellem de to ender,
Dette er den såkaldte Seebeck-effekt. Når et tredje metalmateriale er forbundet til et termoelementkredsløb, så længe temperaturen for de to kontakter af materialet er den samme, vil det termoelektriske potentiale, der genereres af termoelementet, forblive uændret og vil ikke blive påvirket af forbindelsen af ​​det tredje metal til kredsløbet. Derfor, når man bruger termoelementer til temperaturmåling, kan et måleinstrument forbindes til at måle det termoelektriske potentiale, og temperaturen på det målte medium kan bestemmes.
To homogene ledere med forskellige sammensætninger er termoelektriske elektroder, med den højere temperatur ende som den arbejds ende og den lavere temperaturende som den frie ende, som normalt er ved en konstant temperatur. Opret en termoelementkalibreringstabel baseret på det funktionelle forhold mellem termoelektrisk potentiale og temperatur; Kalibreringstabellen opnås under betingelse af en fri sluttemperatur på 0 grad, og forskellige termoelementer har forskellige kalibreringstabeller.

Arbejdsprincip for termoelement temperatursensor

To ledere med forskellige sammensætninger (kaldet termoelement ledninger eller termoelektriske elektroder) er forbundet i begge ender for at danne et kredsløb. Når temperaturen på krydset er forskellig, genereres en elektromotorisk kraft i kredsløbet, der kaldes termoelektrisk effekt, og denne elektromotoriske kraft kaldes termoelektrisk potentiale. Termoelementer bruger dette princip til temperaturmåling, hvor enden, der direkte bruges til at måle temperaturen på mediet, kaldes den arbejds ende (også kendt som måleenden), og den anden ende kaldes den kolde ende (også kendt som den kompenserende ende); Tilslut den kolde ende på displayinstrumentet eller matchende instrument, og displayinstrumentet angiver det termoelektriske potentiale, der genereres af termoelementet.

Termoelementer er faktisk energikonvertere, der omdanner termisk energi til elektrisk energi og måler temperatur ved hjælp af det genererede termoelektriske potentiale. Med hensyn til det termoelektriske potentiale for termoelementer skal følgende spørgsmål bemærkes:
1. Størrelsen af ​​det termoelektriske potentiale genereret af en termoelement er ikke relateret til længden og diameteren af ​​termoelementet, når materialet er ensartet, men kun til sammensætningen af ​​termoelementsmaterialet og temperaturforskellen i begge ender;

2.. Det termoelektriske potentiale for en termoelement er forskellen i temperaturfunktion mellem de to ender af den arbejds ende af termoelementet, snarere end temperaturforskellen mellem den kolde ende og den arbejds ende af termoelementet;

3. efter sammensætningen af ​​de to termoelementstråler er bestemt, er størrelsen af ​​det termoelektriske potentiale for termoelementet kun relateret til temperaturforskellen i termoelementet; Hvis temperaturen på den kolde ende af termoelementet forbliver konstant, er det termoelektriske potentiale, der kommer ind i termoelementet, kun en enkelt værdifunktion af arbejdsafslutningstemperaturen.

Valg af termoelementmålingsnøjagtighed og temperaturmålingsområde

To forskellige materialer af ledere eller halvledere A og B svejses sammen for at danne et lukket kredsløb, som vist på figuren. Når der er en temperaturforskel mellem de to fastgørelsespunkter 1 og 2 af ledere A og B, genereres en elektromotorisk kraft mellem dem, hvilket resulterer i en strøm af en bestemt størrelse i kredsløbet. Dette fænomen kaldes termoelektrisk effekt. Termoelementer fungerer ved at bruge denne effekt.

Valget af termoelementer skal være baseret på en omfattende overvejelse af driftstemperaturområdet, krævet nøjagtighed, drifts atmosfære, ydeevne for det målte objekt, responstid og økonomiske fordele.

1. Udvælgelsen af ​​atmosfære til S-type og B-type termoelementer er velegnet til stærk oxidation og svag reduktion af atmosfærer, mens termoelementer af T-type er egnede til svag oxidation og reducerende atmosfærer. Hvis der bruges et beskyttende rør med god lufttæthed, er kravene til atmosfære ikke særlig strenge.

2. Udvælgelsen af ​​måleanøjagtighed og temperaturmålingsområde er generelt baseret på brugen af ​​B-type termoelementer, når temperaturen er mellem 1300 ~ 1800 grad, og den krævede nøjagtighed er relativt høj; Kravet til nøjagtighed er ikke højt, og atmosfæren muliggør brug af wolfram -rheniumtermoelementer. Generelt vælges wolfram -rhenium -termoelementer til temperaturer over 1800 grader; S-type termoelementer og termoelementer af N-type er tilgængelige til brug ved temperaturer, der spænder fra 1000 til 1300 grader, hvilket kræver høj nøjagtighed; K-type og N-type termoelementer anvendes generelt under 1000 grader, medens E-type termoelementer generelt anvendes under 400 grader; Ved 250 grader og negative temperaturmålinger anvendes generelt T-type termoelementer. Ved lave temperaturer er T-type termoelementer stabile og har høj nøjagtighed.

3. Udvælgelsen af ​​holdbarhed og termisk lydhørhed: Termoelementer med større tråddiametre har bedre holdbarhed, men langsommere respons. For termoelementer med større varmekapacitet er responsen langsommere. Ved måling af temperaturer med store gradienter er temperaturstyring dårlig under temperaturstyring. Det kræves at have en hurtig responstid og en vis grad af holdbarhed, så det er mere velegnet at vælge en pansret dukke.

4. valg af termoelementer baseret på egenskaberne og tilstandene for det målte objekt

Temperaturmåling af vibrerende genstande, vibrerende genstande og højtryksbeholdere kræver høj mekanisk styrke, beskyttende rør kræves til atmosfærer med kemisk forurening, og høj isolering er påkrævet i nærvær af elektrisk interferens.

5. Forholdsregler

Indsættelsesdybden af ​​termoelementet er meget lille: den skal ikke være mindre end 8-10 gange den ydre diameter af sin beskyttende ærme (undtagen for specielle produkter)

◆ Termoelement [1] Nominelt pres: henviser generelt til det statiske eksterne tryk, som det beskyttende rør kan modstå og sprænge ved arbejdstemperaturen.

◆ Isoleringsmodstand: Når den omgivende lufttemperatur er {{0}} grad og den relative fugtighed er mindre end 80%, er isoleringsmodstanden større end eller lig med 5 megohms (spænding 100V). Termoelementer med stænksikker koblingsbokse har en isoleringsmodstand på større end eller lig med 0,5 megohms (spænding 100V), når den relative temperatur er 93 ± 3 grader

◆ Isoleringsmodstand ved høje temperaturer: For termoelementer skal isoleringsmodstanden (pr. Meter) mellem den varme elektrode (inklusive den dobbelte grentype) og det beskyttende rør samt mellem de dobbelte gren varme elektroder være større end de værdier, der er angivet i nedenstående tabel.