热电阻、热电偶在选型中应注意的一些问题

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热电阻、热电偶在选型中应注意的一些问题在工程设计的过程中,经常会遇到设备选型的问题,下面我就把自己在工作中有关热电阻、热电偶的选型方面积累的一些经验和要注意的问题谈一下。

热电阻和热电偶均是测温元件,他们的工作原理不同,热电阻是根据金属导体电阻值随目标温度变化而变化,热电偶是基于热电效应,即热电势值随温度变化而变化。他们应用的测温范围不同,因为两种测温元件与温度的线性关系对应得比较好的区域不同。热电阻主要应用于低温区,热电偶主要应用于高温区。热电阻和热电偶分别有数种,我们用分度号来区分。

通常在选择何种测温元件时我们遵循以下规则:

(1)测温范围在:—50 ~ 100 ℃时选择铜热电阻(WZG),分度号为CU50。

(2)测温范围在:—200 ~ 400 ℃时选择铂热电阻(WZP),分度号为PT100。

(3)测温范围在:0 ~600 ℃时选择镍铬—铜镍热电偶(WRE),分度号为E分度。

(4)测温范围在:0 ~1000 ℃时选择镍铬—镍硅热电偶(WRK),分度号为K分度。

(5)测温范围在:0 ~1300 ℃时选择铂铑10—铂热电偶(WRS),分度号为S分度。或选择铂铑13—铂热电偶(WRR),分度号为R分度。

(6)测温范围在:0 ~1600 ℃时选择铂铑30—铂铑6热电偶(WRB),分度号为B分度。

以上的内容在教科书中已有详尽介绍,要注意的是,我以上列出的测温范围低于热电阻和热电偶的实际测温范围,我列出的是在工程中使用的,可长期运行的测温范围,超出此范围使用要影响测温元件的寿命。但确定了测温元件的分度号只是第一步,要选好一支测温元件还有以下几个方面需要注意:

一、首先是安装方式问题,热电阻和热电偶的安装方式相近,主要有几种:

无固定装置、固定螺纹、活动法兰、固定法兰、锥形固定螺纹,要选好安装方式先要了解测温元件安装在什么设备上。

如安装在锅炉炉墙上测炉膛温度的热电偶常采用无固定装置的方式。

安装在管道上的测温元件常采用固定螺纹的方式。

安装在开口容器顶上的测温元件常采用活动法兰的方式。

安装在设备和容器上的测温元件采用固定法兰的方式。

安装在蒸汽管道上的测温元件常采用锥形固定螺纹的方式。(防止因振动大导致接线的松动,产生测温不准。)

安装方式初步明确后还要选择接线盒的形式,接线盒分为防水和防溅两种,在露天或差一些的环境应选防水式。

但不是每一种分度的热电阻或热电偶都具备以上所有的安装方式,所以应在满足测温要求的基础上尽量选择合适的安装方式,或调整测温元件的类型,在不影响测温范围的基础上,重点满足一些安装上的要求。

二、保护管的选择

保护管的选择是很重要的一环,它分为保护管的直径、保护管的材质及保护管的插入深度。

保护管的直径基本上是由测温元件的类型和安装方式决定的,主要有Φ8 mm、Φ12 mm、Φ16 mm、Φ20 mm等几种,确定保护管直径后才能选定相适应的安装器件(凸台、法兰等)。

保护管的材质分为碳钢20#、不锈钢1Cr18Ni9Ti、黄铜、Cr25Ti高铝管、刚玉管、氧化铝管、瓷管等,选定保护管的材质主要的是要根据测量介质的特性,是否有腐蚀性、测温范围是多少(因有些材质适用的测温范围较低),只有满足了条件的材质才能使用。(如选不到符合要求的保护管,必要时要在保护管上加外衬套,以满足其耐腐蚀要求)。

关于保护管的插入深度,热电阻及热电偶均有数档的标准长度,要结合测量对象的实际情况、安装方式等因素考虑,(因选型时的插入深度指的是测温元件保护管接线盒下或螺纹、法兰下的整个长度,而非实际插入深度)一般要求是:

(1)在管道上安装的测温元件,其实际插入深度应在超过直径的二分

之一处,以不超过三分之二为宜。(要注意减去安装凸台的高度,另外还要区分凸台是垂直安装和斜角安装,只有这些清楚了才能正确计算出所选的插入深度。)

(2)在设备上安装的测温元件,其插入深度视情况而定,因有些设备

较大,不一定要求非得插到一半,只要能准确反映出需要的测量温度即可

(要注意减去安装测温元件的法兰盘到设备壁的距离,才能正确计算出所选的插入深度)。

(3)在管径较小时,有时需要调整安装凸台的高度或变为斜角安装,

作为调整插入深度的一种手段,才能满足要求。另外在管内介质流速较快时也常采用斜角安装。

三、另外需注意的问题

(1)铂热电阻骨架材料有云母、玻璃、陶瓷等,各生产厂不一,因而铂

热电阻测温的上限不相同。如采用新型陶瓷骨架测温上限可达

650℃,但采用云母骨架测温上限仅为420℃,选型时应注意。

(2)对于热电偶其偶丝直径与可长期测量的温度有关,有些分度的偶丝

有0.5、1.0、1.5、2.0、3.2mm几种规格,偶丝越粗可长期测量的温

度越高,但价格也越高,可根据需要选择。

(3)固定螺纹和锥形螺纹的尺寸通常分别为M27×2mm和M33×2mm,

需区别对待,选择相应的凸台安装。而且也有一些非标尺寸可选如

G1”、G1/2”、16×1.5mm等。固定法兰和活动法兰的尺寸也有区别,

通常分别为Φ70 mm和Φ95 mm,但也有其他规格可选如Φ60 mm、

Φ105 mm等。

(4)热电阻和热电偶的总长一般为插入深度加150mm,特殊长度需协商

订货。

(5)选择热电阻和热电偶可根据需要选择单支或双支,但有些型号如铜

电阻,仅有单支产品。

(6)选热电阻和热电偶,除了分度号还要注意它的允差等级(即测温精

度),先天不足的选择不能反映正确的温度值。

从上所述可以看出,选一支测温元件既要考虑到使用又要考虑到安装等方面,还要考虑到价格因素,综合起来才能选到较满意的产品。以上是我在工作中的一些经验,仅供大家参考,如有不对之处,望批评指正,希望大家共同进步。