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測溫的基本原理是兩種不同成份的材質導體組成閉合回路,當兩端存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過,此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢,這就是所謂的塞貝克效應(Seebeck effect）。兩種不同成份的均質導體為熱電極,溫度較高的一端為工作端,溫度較低的一端為自由端,自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據熱電動勢與溫度的函數關系,制成熱電偶分度表；分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的,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,只要該材料兩個接點的溫度相同,熱電偶所產生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測溫時,可接入測量儀表,測得熱電動勢后,即可知道被測介質的溫度。熱電偶測量溫度時要求其冷端（測量端為熱端,通過引線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變,其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關系。若測量時,冷端的（環境）溫度變化,將嚴重影響測量的準確性。在冷端采取一定措施補償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補償正常。與測量儀表連接用專用補償導線。

熱電偶冷端補償計算方法：

從毫伏到溫度：測量冷端溫度,換算為對應毫伏值,與熱電偶的毫伏值相加,換算出溫度；

從溫度到毫伏：測量出實際溫度與冷端溫度,分別換算為毫伏值,相減後得出毫伏值,即得溫度

是一種感溫元件,是一種一次儀表,熱電偶直接丈量溫度。由2種不同成分材質的導體組成的閉合回路,由于材質不同,不同的電子密度產生電子擴散,穩定均衡后就產生 了電勢。當兩端存在梯度溫度時,回路中就會有電流產生,產生熱電動勢,溫度差越大,電流就會越大。測得熱電動勢之后即可曉得溫度值。熱電偶實際上是一種能量轉換器,將熱能轉換成電能。

熱電偶的技術優勢：熱電偶測溫范圍寬,性能比較穩定；丈量精度高,熱電偶與被測對象直接接觸,不受中間介質的影響；熱響應時間快,熱電偶對溫度變化反響靈活；丈量范圍大,熱電偶從-40~+ 1600℃ 均可連續測溫；熱電偶性能牢靠, 機械強度好。使用壽命長,裝置便當。

電偶必需是由兩種性質不同但契合一定請求的導體（或半導體）資料構成回路。熱電偶丈量端和參考端之間必需有溫差。

將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來,構成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產生電動勢,因此在回路中構成一個大小的電流,這種現象稱為熱電效應。熱電偶就是應用這一效應來工作的。

1、裝配簡單,更換方便；

2、壓簧式感溫元件,抗震性能好；

3、測量精度高；

4、測量范圍大（－200℃～1300℃,特殊情況下－270℃～2800℃）；

5、熱響應時間快；

6、機械強度高,耐壓性能好；

7、耐高溫可達2800度；

8、使用壽命長。

兩種不同成份的導體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路,

當兩個接合點的溫度不同時,在回路中就會產生電動勢,這種現象稱為熱電效應,而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的,其中,直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端）,另一端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢。

熱電偶實際上是一種能量轉換器,它將熱能轉換為電能,用所產生的熱電勢測量溫度,對于熱電偶的熱電勢,應注意如下幾個問題：

1、熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數的差,而不是熱電偶冷端與工作端,兩端溫度差的函數；

2、熱電偶所產生的熱電勢的大小,當熱電偶的材料是均勻時,與熱電偶的長度和直徑無關,只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關；

3、當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后,熱電偶熱電勢的大小,只與熱電偶的溫度差有關；若熱電偶冷端的溫度保持一定,這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數。將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來,構成一個閉合回路,如圖所示。當導體A和B的兩個執著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。

熱電偶的結構形式為了保證熱電偶可靠、

穩定地工作,對它的結構要求如下：

1、組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；

2、兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣,以防短路；

3、補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；

4、保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離。

1、按固定裝置型式分類

熱電偶作為主要測溫手段,用途十分廣泛,因而對固定裝置和技術性能有多種要求,因此熱電偶的固定裝置分為六種：無固定裝置式、螺紋式、固定法蘭式、活動法蘭式、活動法蘭角尺形式、錐形保護管式六種。

2、按裝配及結構方式分類

根據熱電偶的性能結構方式可分為：可拆卸式熱電偶、隔爆式熱電偶、鎧裝熱電偶和壓彈簧固定式熱電偶等特殊用途的熱電偶。

常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所謂標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統一的標準分度表的熱電偶,它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶,一般也沒有統一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶中國從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產,并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為中國統一設計型熱電偶。

從理論上講,任何兩種不同導體（或半導體）都可以配制成熱電偶,但是作為實用的測溫元件,對它的要求是多方面的。為了保證工程技術中的可靠性,以及足夠的測量精度,并不是所有材料都能組成熱電偶,一般對熱電偶的電極材料,基本要求是：

1、在測溫范圍內,熱電性質穩定,不隨時間而變化,有足夠的物理化學穩定性,不易氧化或腐蝕；

2、電阻溫度系數小,導電率高,比熱小；

3、測溫中產生熱電勢要大,并且熱電勢與溫度之間呈線性或接近線性的單值函數關系；

4、材料復制性好,機械強度高,制造工藝簡單,價格便宜。

熱電偶測量端焊接前,應首先將被焊熱電極的頂端絞成麻花狀或將兩頂端并齊。

1、氣焊法：先將熱電極頂端絞成麻花狀,然后稍加熱并蘸上焊劑,再用乙炔火焰使測量端熔成球狀, 再迅速將測量端離開火焰后放入熱水中。這種方法操作簡單,故應用較廣。
2、電弧焊法：電弧焊是利用高溫電弧將熱電偶 測量端熔化成球狀。常用的有交流電弧焊和直流電弧焊兩種 。交流電弧焊一般用來焊接賤金屬熱電偶。焊接前也要在熱電極頂端先蘸上焊劑, 焊好后要 去除焊點上的焊劑。直流電弧焊一般用來焊接貴金屬熱電偶。
3、對焊：將熱電極頂端對齊,稍加一些壓力,然后接通電源,使接觸面熔化在一起。這種焊接方法比 較方便
4、直流氬弧焊：直流氬弧焊是近幾年發展起來的較理想的焊接熱電偶的方法。通常直流氬弧焊熱電偶焊接機 是用氬氣作保護,以高頻引弧,直流焊接,并能進行對焊。

它是由供電電源、直流 焊接電源 ①、焊槍②、高頻振蕩器③、對焊電源及夾具④等幾部分所組成,這種焊接裝置的特點是使用方便,焊接速度快,不沾污,沒有任何氣孔,焊接端點光亮美觀 ,并且可一機多用。它能焊接各種金屬材料及不同規格的各種熱電偶,熱電偶在選 擇品牌上要熱電偶選杰克。

5、鹽浴焊接法：焊接裝置由調壓器（3－5kW）、石墨坩堝和焊接夾子等組成。坩堝作為電源－電極,被焊熱 電極作為另一電極。焊接前,先洗凈熱電極被焊處表面的氧化物,并絞成麻花狀, 將碳棒置 于氯化鋇上,接通電源使氯化鋇熔化,再將熱電偶熱電極與氯化鋇熔液稍接觸待起弧后迅速 離開,并用熱水洗凈測量端和熱電極上的氯化鋇顆粒。

一、溫度測量的基本概念

溫度是度量物體冷熱程度的物理量,在生產和科學試驗中占有極其重要的地位,是國際單位制(SI)中7個基本物理量之一。從能量角度來看,溫度是描述系統不同自由度間能量發布狀況的物理量；從熱平衡觀點來看,溫度是描述熱平衡系統冷熱程度的物理量；從微觀上看,溫度標志著系統內部分子無規則運動的劇烈程度,溫度高的物體,分子平均動能大,溫度低的物體,分子平均動能小。

早期人們以人的器官感覺出發,憑感覺到的或接觸到的冷熱程度區別溫度的高低。這樣得出的結果往往不可靠、不準確。研究表明,幾乎所有物質的性質都與溫度有關,例如尺寸、體積、密度、硬度、彈性橫量、破壞性強度、電導率、導磁率、光輻射強度等,利用這些性質及其隨溫度變化規律可進行溫度測量。也就是說,溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量,而用來量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數起點(零點)和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標有華氏溫標、攝氏溫標、熱力學溫標和國際實用溫標。

二、主要測溫方法介紹

溫度測量方式有接觸式和非接觸式兩大類。

1、將傳感器置于與物體相同的熱平衡狀態中,使傳感器與物體保持同一溫度的測溫法,即為接觸式測溫法。例如利用介質受熱膨脹的原理的水銀溫度計、壓力式溫度計和雙金屬溫度計等。還有利用物體電氣參數隨溫度變化的特性來檢測溫度。例如熱電阻、熱敏電阻、電子式溫度傳感器和熱電偶等。

接觸式測溫儀表測溫儀表比較簡單、可靠,測量精度較高；但因測溫元件與被測介質需要進行充分的熱交換,需要一定的時間才能達到熱平衡,所以存在測溫的延遲現象,同時受耐高溫材料的限制,不能應用于很高的溫度測量。

2、非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的,測溫元件不需與被測介質接觸。實現這種測溫方法可利用物體的表面熱輻射強度與溫度的關系來檢測溫度。有全輻射法、部分輻射法、單一波長輻射功率的亮度法及比較兩個波長輻射功率的比色法等。非接觸式儀表測溫的測溫范圍廣,不受測溫上限的限制,也不會破壞被測物體的溫度場,反應速度一般也比較快；但受到物體的發射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響,其測量誤差較大。

三、標準要求

基本上所有的CSA和UL電氣產品標準都要求進行溫升測試,而且會詳細要求測試條件,例如產品的輸入電源、負載要求和測試環境等；測試方法,例如安裝位置和使用測溫方法等；測試時間；判斷準則,溫升的最大值和附帶測試等。在測試方法中,會對測溫的方法進行規定,通常有對熱電偶的要求是30AWG(0.51平方厘米),鐵－康銅(分度號J)或銅－康銅(分度號T)和相配合的記錄儀器

對熱電偶的安裝,應注意有利于測溫準確,

安全可考及維修方便,而且不影響設備運行和生產操作.要滿足以上要求,在選擇對熱電偶的安裝部位和插入深度時要注意以下幾點：

1、為了使熱電偶的測量端與被測介質之間有充分的熱交換,應合理選擇測點位置,盡量避免在閥門,彎頭及管道和設備的死角附近裝設熱電偶或熱電阻。

2、帶有保護套管的熱電偶有傳熱和散熱損失,為了減少測量誤差,熱電偶應該有足夠的插入深度：

①對于測量管道中心流體溫度的熱電偶,

一般都應將其測量端插入到管道中心處（垂直安裝或傾斜安裝）.如被測流體的管道直徑是200毫米,那熱電偶插入深度應選擇100毫米；

②對于高溫高壓和高速流體的溫度測量（如主蒸汽溫度）,為了減小保護套對流體的阻力和防止保護套在流體作用下發生斷裂,可采取保護管淺插方式或采用熱套式熱電偶,淺插式的熱電偶保護套管,其插入主蒸汽管道的深度應不小于75mm；熱套式熱電偶的標準插入深度為100mm；

③假如需要測量是煙道內煙氣的溫度,盡管煙道直徑為4m,熱電偶插入深度1m即可；

④當測量原件插入深度超過1m時,應盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護套管。

被忽視的問題

一、響應時間的影響

接觸法測溫的基本原理是測溫元件要與被測對象達到熱平衡。因此,在測溫時需要保持一定時間,才能使兩者達到熱平衡。保持時間的長短,同測溫元件的熱響應時間有關。 而熱響應時間主要取決于傳感器的結構及測量條件,差別極大。所以,在日常檢定過程中要根據不同類型的熱電偶選擇合適的升溫速率、熱平衡的時間。

二、絕緣電阻的影響

耐磨熱電偶在高溫下,其絕緣電阻隨溫度升高而急驟降低,因此將產生漏電流,該電流通過絕緣電阻已經下降的絕緣物流入儀表,使儀表指示不穩或產生測量誤差。因此,在 熱電偶裝爐之前不要忽視對其絕緣電阻的測試,只有當滿足檢定規程要求時,才能進行溫度允差檢定。

三、熱電偶的長度

JJG351-1996《工作用廉金屬熱電偶》檢定規程中明確規定熱電偶長度不小于750mm,之所以對熱電偶長度作出規定,是因為考慮到熱電偶在離開測溫區后要有足夠寬的溫度梯 度區。熱電偶的熱電動勢也就產生在這一區域,要有效地阻止熱電偶熱端(測量端)的熱量傳給冷端(接線端),最基本的方法就是熱電偶的冷端要有足夠的距離遠離熱端。一般來說 由于熱電偶長度不夠帶來的誤差是負的,修正值是正的。長度越短,帶來的誤差也越大,因此,在裝爐檢定之前需要確定熱電偶的長度。

四、熱電偶絲彎曲

熱電偶絲細而軟,極易變形,當偶絲發生折疊、扭曲等塑性變形使熱電極的偶絲產生應力時,就改變了熱電偶的熱電特性,從而使變形熱電偶測量結果的準確性受到影響。因 此,檢定前一定要把熱電偶絲拉直。

三、熱電偶絲被污染

熱電偶絲被污染,甚至被氧化,會使熱電極偶絲表面不光亮、發暗發黑,這時的熱電極熱電特性極不穩定,測量數據的準確性較差,因此,要清洗有污染的電極,消除污染層 。

A、熱電偶安裝時應放置在盡可能靠近所要測的溫度控制點。為防止熱量沿熱電偶傳走或防止保護管影響被測溫度,熱電偶應浸入所測流體之中,深度至少為直徑的10倍。當測量固體溫度時,熱電偶應當頂著該材料或與該材料緊密接觸。為了使導熱誤差減至最小,應減小接點附近的溫度梯度。

B、選擇測溫點時應具有代表性,例如測量管道中流體溫度時,熱電偶的測量端應處于管道中流速最大處。一般來說,熱電偶的保護套管末端應越過流速中心線。

C、當用熱電偶測量管道中的氣體溫度時,如果管壁溫度明顯地較高或較低,則熱電偶將對之輻射或吸收熱量,從而顯著改變被測溫度。這時,可以用一輻射屏蔽罩來使其溫度接近氣體溫度,采用所謂的屏罩式熱電偶。

D、實際使用時特別要注意補償導線的使用。通常接在儀表和接線盒之間的補償導線,其熱電性質與所用熱電偶相同或相近,與熱電偶連接后不會產生大的附加熱電勢,不會影響熱電偶回路的總熱電勢。如果用普通導線來代替補償導線,就起不到補償作用,從而降低測溫的準確性。所以,使用單位在安裝儀表敷線時應注意：補償導線與熱電偶連接時,極性切勿接反,否則測溫誤差反而增大。

1：熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端與冷端兩端溫度函數的差,而不是熱電偶冷端與工作端,兩端溫度差的函數；[5]

2 ：熱電偶所產生的熱電勢的大小,當熱電偶的材料是均勻時,與熱電偶的長度和直徑無關。

3：當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后,熱電偶熱電勢的大小,只與熱電偶的溫度差有關；若熱電偶冷端的溫度保持一定,這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數。將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來,構成一個閉合回路,如圖所示。當導體A和B的兩個執著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。

正確使用熱電偶不但可以準確得到溫度的數值,保證產品合格,

而且還可節省熱電偶的材料消耗,既節省資金又能保證產品質量。安裝不正確,熱導率和時間滯后等誤差,它們是熱電偶在使用中的主要誤差。

1、安裝不當引入的誤差

如熱電偶安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實溫度等,換句話說,熱電偶不應裝在太靠近門和加熱的地方,插入的深度至少應為保護管直徑的8～10倍；熱電偶的保護套管與壁間的間隔未填絕熱物質致使爐內熱溢出或冷空氣侵入,因此熱電偶保護管和爐壁孔之間的空隙應用耐火泥或石棉繩等絕熱物質堵塞以免冷熱空氣對流而影響測溫的準確性；熱電偶冷端太靠近爐體使溫度超過100℃；熱電偶的安裝應盡可能避開強磁場和強電場,所以不應把熱電偶和動力電纜線裝在同一根導管內以免引入干擾造成誤差；熱電偶不能安裝在被測介質很少流動的區域內,當用熱電偶測量管內氣體溫度時,必須使熱電偶逆著流速方向安裝,而且充分與氣體接觸。

2、絕緣變差而引入的誤差

如熱電偶絕緣了,保護管和拉線板污垢或鹽渣過多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良,在高溫下更為嚴重,這不僅會引起熱電勢的損耗而且還會引入干擾,由此引起的誤差有時可達上百度。

3、熱惰性引入的誤差

由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測溫度的變化,

在進行快速測量時這種影響尤為突出。所以應盡可能采用熱電極較細、保護管直徑較小的熱電偶。測溫環境許可時,甚至可將保護管取去。由于存在測量滯后,用熱電偶檢測出的溫度波動的振幅較爐溫波動的振幅小。測量滯后越大,熱電偶波動的振幅就越小,與實際爐溫的差別也就越大。當用時間常數大的熱電偶測溫或控溫時,儀表顯示的溫度雖然波動很小,但實際爐溫的波動可能很大。為了準確的測量溫度,應當選擇時間常數小的熱電偶。時間常數與傳熱系數成反比,與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比,如要減小時間常數,除增加傳熱系數以外,最有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。使用中,通常采用導熱性能好的材料,管壁薄、內徑小的保護套管。在較精密的溫度測量中,使用無保護套管的裸絲熱電偶,但熱電偶容易損壞,應及時校正及更換。

4、熱阻誤差

高溫時,如保護管上有一層煤灰,塵埃附在上面,則熱阻增加,阻礙熱的傳導,這時溫度示值比被測溫度的真值低。因此,應保持熱電偶保護管外部的清潔,以減小誤差。

大量訂購裸露的或絕緣的熱電偶絲,費用很大。一種節約的方法(特別是在使用貴金屬熱電偶的情況下)是使用延伸導線。選擇成對的合金導線做為這些延伸導線,它們在一定的 溫度范圍內具有非常類似于熱電偶本身的凈熱電勢。在測量線路的高溫部分不能使用這樣的延伸導線。可以把延伸導線接入中溫區和參考點之間的線路中。延伸導線的合金是廉金 屬,它比高溫熱電偶材料便宜。當需要用長導線引到參考點時,這就變得特別重要。

選擇延伸導線合金,要使它大約在0℃到最多不超過幾百℃的中等溫度范圍內與熱電偶的熱電特性相匹配。溫度上限取決于延伸導線和環境氣氛的反應性、選用的絕緣類型以及 延伸導線特性開始顯著偏離熱電偶特性的溫度。延伸導線對于某些廉金屬熱電偶以及貴金屬熱電偶都是用得著的。廉金屬熱電偶的這種延伸導線通常是和熱電偶名義成分相同的一 段導線,但這段導線不能滿足所要求的高溫輸出技術條件。

由通用的熱電偶材料或性能相近的合金材料制造的接頭、端子及其它金屬附件是有用的。熱電偶絲、延伸導線和相應附件的組合,有可能造成一個從熱接點到參考點近似均勻的 線路。通常在參考點的測量側使用銅導線,并且可以買到一種合金焊料,其熱電偶勢率與銅的熱電偶勢率相當,以便盡量減少局部生產的熱電勢。

如果熱電偶接線正確,顯示溫度就正確,如果接線不正確,會起反的作用,熱電偶在材料的測溫過程中,對溫度要進行準確的測量,以便對整個過程進行有效的控制。尤其是特殊場合,對所測量的溫度的準確度要求很高。在這些領域溫度的測量通常采用熱電偶傳感器來實現。熱電偶本身具有經濟、測量誤差小等優點。

熱電偶接線有正負極之分,通過：在接線板子上面就有標定：+,-,但是也的廠家沒有正負之分,這樣就需要技術人員憑經驗來判定

一、是用顏色來區分,綠的為正極,灰的為負極

二、用萬用表來測量一下

三、接線后看一下溫度走勢

四、如果磁鐵也可以用磁鐵來判定

五、補償導線也需要正確接線,也有正負極之分

六、接儀表,也要注意正負之分,端子上面都有標注

通用接線端子不能用于熱電偶的接線,因為端子內的導流條通常是用專用銅材料如電解銅制成的,與組成熱電偶的銅材料不同, 與通用的組合接線端子按片提供不同,熱電偶接線端子是成對提供的。每對熱電偶端子的導流條是由不同的金屬材料做成的。針對不同型號的熱電偶,相應有不同的接線端子。熱偶端子內所用的 導電材料應與組成熱電偶的導電材料完全一致,從而確保熱電偶信號在傳遞過程中的準確性。工業用裝配式熱電偶作為測量溫度的變送器通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調節器配套使用.它可以直接測量各種生產過程中從0℃到1800℃范圍的液體、蒸汽和氣體介質以及固體的表面溫度。

根據國家規定,我公司生產符合IEC國際標準分度號的鉑銠 30－鉑銠6、鉑銠10－鉑、鎳鉻－鎳硅、鎳鉻－康銅等等的裝配式熱電偶。

裝配熱電偶通常由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要部件組成。

可選型號

B型、S型、K型、E型

熱電偶不是無止盡利用的產品,它具有一定的生命期限的。熱電偶的壽命與很多因素密切相關,這些因素不容易定量。即便這樣,我們還是應當有意無意的留心使用時間,那么, 熱電偶的使用時間該怎樣定論呢？

我國標準中僅對熱電偶的穩定性有要求。即規定在某一溫度下經200h,使用前后熱電動勢的變化。但是,尚未發現對使用壽命有規定。日本有關熱電偶使用壽命的要求,是依據日 本JIS（C-1602-1995）標準中規定的熱電偶連續使用時間。對B﹑R﹑S型熱電偶而言為2000h,K﹑E﹑J﹑T型熱電偶為10000h。

在實際使用時,裝配式熱電偶通常有保護管,只有在特殊情況下才裸絲使用。因此,在多數場合下,保護管的壽命決定了熱電偶壽命。對熱電偶的實際使用壽命的判斷,必須是通 過長期收集﹑積累實際使用狀態下的數據,才有可能給出較準確的結果。

由于鎧裝熱電偶有套管保護與外界環境隔絕,因此套管材質對鎧裝熱電偶的壽命影響很大,必須根據用途選擇熱電偶絲及金屬套管。當材質選定后,其壽命又隨著鎧裝熱電偶直徑 的增大而增加。鎧裝熱電偶同裝配式熱電偶相比,雖有許多優點,但使用壽命往往低于裝配式熱電偶。

在選擇購買熱電偶的時候,除了考慮性能及價格之外,它的生命期限也是不得不考慮的一個因素,只有每個細節都顧全周到,才能選擇到符合標準且性價比高的產品。在使用熱電 偶時,也應當留意使用時間,而不是一味的使用卻不關心,這樣才能避免造成損失。

熱電偶缺氧保護裝置保護的工作原理是:當燃氣供給量和供氧量一定時,火焰燃燒溫度也是一定的,當空氣中含氧量充足時,火焰溫度可達700 ℃左右;當空氣中的含氧量降低時,火焰溫度也降低。根據美國標準,在缺氧狀態火焰的溫度不超過450 ℃, K型熱電偶在相對溫度450 ℃時的熱電勢為1815mV。如果熱電偶測得常明火火焰的溫度不夠, 即可認定為空氣中的含氧量不夠,需要報警并關閉控制閥。本方案的缺氧保護功能是這樣實現的: 采用寬溫型單片機AT89C2051 ,它內部自帶一個模擬比較器, P110 和P111 是該比較器輸入管腳。將1815mV 的電位信號接入P111 管腳, 其中參考端的電壓信號要求穩定,故在VCC處接一穩壓器件。將熱電偶測得的火焰溫度信號經放大處理后接入P110 管腳,然后利用其內部模擬比較器比較這兩個電信號。如果P110 管腳信號低于P111 管腳信號, 則說明室內缺氧, 這時控制閥關閉,并報警顯示。

熱電偶缺氧保護裝置主要由單片機、熱電偶、防爆熱電偶、電位器組成。單片機采用是美國ATMEL 公司推出的高效單片機AT89C2051 , 它內部自帶模擬比較器, P110 和P111 是該比較器輸入管腳。利用此模擬比較器可實現缺氧保護功能。AT89C2051 的指令與INTEL 公司的MCS - 51 系列單片機完全兼容, 本身帶有2K字節閃速可編程可擦除只讀存儲器, 采用此芯片可大大簡化電路的設計, 采用該芯片同時也實現了取暖器的其它功能,在此不贅述。熱電偶采用K型熱電偶,它接收的熱電勢信號經放大器放大處理后接入單片機, 該熱電偶在取暖器中還起著采集常明火溫度信號的作用。電位器的電位信號為1815mV,其參考端接一穩壓源358B - 25。

在生產實際中,由于熱電偶的工作端(測量端)與冷端(參比端)離得很近,而且冷端又暴露在工作環境之中,因而容易受到周圍工作環境溫度波動的影響,所以冷 端溫度難以保持恒定,造成測量不準。實際應用是用專用補償導線,將熱電偶的冷端延伸至溫度較低和比較穩定的地方。

熱電偶測溫的準確性與熱電偶插入被測物體的深度有著一定關系,為什么這樣說呢我們可以根據具體的測溫的流程 來進行說明一下,熱電偶的測溫時候是沿著傳感器的長度方向而產生熱流,在這個環節中周圍環境如果是低于被測物體時,這時的沿著傳感器長度方向上的熱勢就會有一定的損失 ,這時就會造成熱電偶與被測物體和物質在溫度上有一個溫度差,造成測溫不準。

這種誤差就是在傳感器方向上的熱傳導過程中產生的,產生這種誤差的直接原因就是在熱電偶插入被測介質中的深度有著直接的關系,還與保護管材質有關。接下來我們看一 下與保護套管材質導致熱電偶測溫誤差的原因。這個原因就是熱電偶的保護套管的材料的導熱性是否良好。金屬保護管因其導熱性能好,其插入深度應該深一些（約為直徑的15— 20倍）,陶瓷材料絕熱性能好,可插入淺一些（約為直徑的10-15倍）。

擇熱電偶的時候除了要注意熱電偶的使用環境、測量范圍、測量精度、靈敏度和響應速度之外,還要注意熱電偶保護套管的結構、材料、耐壓強度及保護套管的插入深度等。 對于精度要求較高,響應速度和靈敏度要求較高的工藝測量點,必須選用較貴重的S型熱電偶；對于溫度較高,響應速度和靈敏度要求不很高的工藝測量點,選用B型熱電偶：一般 的工藝參數測量,我們選用經濟實用的K型或E型熱電偶。

熱電偶是一種感溫元件,它能將溫度信號轉換成熱電勢信號,通過電氣測量儀表的配合,就能測量出被測的溫度。

熱電偶測溫的基本原理是熱電效應。在由兩種不同材料的導體A和B所組成的閉合回路中,當A和B的兩個接點處于不同溫度T和To時,在回路中就會產生熱電勢。這就是所謂的塞貝克效應。

導體A和B稱為熱電極。溫度較高的一端(T〉叫工作端(通常焊接在一起)；溫度較低的一端(To〉叫自由端(通常處于某個恒定的溫度下〉。

根據熱電勢與溫度函數關系。可制成熱電偶分度表。分度表是在自由端溫度To=00C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,只要該材料兩個接點的溫度相同,熱電偶所產生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測溫時,可接入測量儀表,測得熱電勢后,即可知道被測介質的溫度。

從理論上講,任何兩種導體都可以配制成熱電偶,但實際上并不是所有材料都能制作熱電偶,故對熱電極材料必須滿足以下幾點：

1、能測量較高的溫度,并在較寬的溫度范圍內應用,經長期使用后,物理、化學性能及熱電特性保持穩定；

2、熱電偶材料受溫度作用后能產生較高的熱電勢,熱電勢和溫度之間的關系最好呈線性或近似線性的單值函數關系；

3、復現性要好,便于大批生產和互換,便于制定統一的分度表；

4、要求材料的電阻溫度系數要小,電阻率高,導電性能好,熱容量要小；

5、資源豐富,價格便宜。

6、機械性能好,材質均勻；

熱電偶輸入產生故障判別法：

按照儀表接線圖進行正確接線通電后,儀表先是顯示儀表的熱電偶分度號,

接著顯示儀表量程范圍,再測儀表下排的數碼管顯示設定溫度,儀表上排數碼管顯示測量溫度。若儀表上排數碼管顯示不是發熱體的溫度,而顯示“OVER”、“0000”或“000”等狀況,說明儀表輸入部位產生故障,應作如下試驗：

1、把熱電偶從儀表熱電偶輸入端拆下,再用任何一根導線把儀表熱電偶輸入端短路。通電時,儀表上排數碼管顯示值約為室溫時,說明熱電偶內部連線開路,應更換同類型熱電偶。若還是以上所說的狀況,說明儀表在運輸過程中,儀表的輸入端被損壞,要調換儀表。

2、把上述故障儀表的熱電偶拆去,換用旁邊運行正常的同種分度號儀表上接入的熱電偶,通電后,原故障儀表上排數碼管顯示發熱體溫度時,說明熱電偶內部連線開路,更換同類型熱電偶。若還是以上所說的狀況,說明儀表在運輸過程中,儀表的輸入端被損壞,要更換儀表。

3、把有故障的熱電偶從儀表上拆下來,用萬用表放在測量歐姆（R）*1檔,

用萬用表兩表棒去測熱電偶兩端,若萬用表上顯示的電阻值很大,說明熱電偶內部連接開路,更換同類型熱電偶。否則有一定阻值,說明儀表輸入端有問題,應更換儀表。

4、按照儀表接線圖接線正確,若儀表通電后,儀表上排數碼管顯示有負值等現象,說明接入儀表的熱電偶“+”與“—”接錯而造成的。只要重新調換一下即可。

5）接線正確儀表在運行時,儀表上排數碼管顯示的溫度與實際測量的溫度相差40度~70度。甚至相差更大,說明儀表的分度號與熱電偶的分度號搞錯。按熱電偶分度號B、S、K、E等熱電偶的溫度與毫伏（MV）值的對應關系來看,同樣溫度的情況下,產生的毫伏值（MV）B分度號最小,S分度號次小,K分度號較大,E分度號最大,按照此原理來判別。

常見故障分析及處理：

由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時）,

而測溫點到儀表的距離都很遠,為了節省熱電偶材料,降低成本,通常采用補償導線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩定的控制室內,連接到儀表端子上。必須指出,熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補償作用。因此,還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。在使用熱電偶補償導線時必須注意型號相配,極性不能接錯,補償導線與熱電偶連接端的溫度差不能超過100℃。

1、測量精度高。因直接與被測對象接觸,不受中間介質的影響。

2、測量范圍廣。常用的熱電偶從零下50度——1600度均可連續測量,某些特殊熱電偶最低可測到-269度（如金鐵鎳鉻）,最高可達2800度（如鎢、錸）。

3、構造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護套管,用起來非常方便。

熱電偶是兩種不同的導體連接在一起形成的,

當測量及參考連接點分別處于不同溫度上時即產生出所謂的熱電磁力（EMF）。連接點用途測量連接點是處于被測溫度上的熱電偶連接點部分。參考連接點則是保持在一已知溫度上,或溫度變化能自動補償的熱電偶連接點部分。

在常規工業應用中,熱電偶元件一般端接在接頭上；但參考連接點卻很少位于接頭上,而是利用適當的熱電偶延伸線來轉接到溫度比較穩定的被控環境中。連接點類型接殼式熱電偶連接點與探針壁物理連接（焊接）,這能實現很好的熱傳輸——即從外部通過探針壁將熱量傳至熱電偶連接點。建議用接殼式熱電偶來測量靜態或流動腐蝕性氣體與液體的溫度,以及一些高壓應用。在絕緣式熱電偶中,熱電偶連接點與探針壁分開并由一種軟性粉末包圍。雖然絕緣式熱電偶的響應速度比接殼式熱電偶的響應速度要慢,但它能提供電絕緣。建議使用絕緣式熱電偶來測量腐蝕性環境,可理想地通過護套屏蔽來將熱電偶與周圍環境完全電絕緣。露端式熱電偶允許連接點頂端深入到周圍環境中,這種類型可提供最佳的響應時間,但僅限于在非腐蝕、非危險及非加壓應用中使用。響應時間以時間常數來表示,時間常數定義為傳感器在被控環境中在初始值和最終值之間改變63.2%所需的時間。露端式熱電偶具有最快的響應速度,而且探針護套直徑越小,則響應速度就越快,但其最大允許測量溫度也就越低。延伸線熱電偶延伸線是一對具有與其相連熱電偶相同溫度電磁頻率特征的線。當連接合適時,延伸線將參考連接點從熱電偶轉接至線的另一端,而這一端通常位于被控環境中。

選擇熱電偶選擇熱電偶時需考慮下列因素：

1、被測溫度范圍；

2、所需響應時間；

3、連接點類型；

4、熱電偶或護套材料的抗化學腐蝕能力；

5、抗磨損或抗振動能力；

6、安裝及限制要求等。

煤炭化驗儀器離開了熱電偶就無法測溫,控溫。熱電偶有時也會出現觸點斷裂,所以最后備用一支與 煤炭化驗儀器 相配的熱電偶,以防止熱電偶出現問題影響我們化驗工作。常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調用標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統一的標準分度表的熱電偶,它有與其配套 的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶,一般也沒有統一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶我國從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產,并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統一設計型熱電偶。其中S、R、B屬于貴金屬 熱電偶,N、K、E、J、T屬于廉金屬熱電偶。了解熱電偶分類知識后,我們把煤炭化驗儀器所有的熱電偶進行歸類。 測硫儀使用溫度為1150度,一般用S型熱電偶。 量熱儀 使用溫度一般在5~40度,一般用于PT100型熱電阻。 馬弗爐和干燥箱使用溫度一般在30~1000度,一般用K型熱電偶。硅碳棒加熱的馬弗爐用S型,個別干燥箱用E型熱電偶或者PT100型。大多數煤炭化驗儀器都離不開加熱,所以熱電偶是煤質化驗儀器不可缺少的配件。