一(yi)、鎧裝熱(re)電偶概述

WREK-331 WREK2-331鎳鉻-銅鎳E型熱電偶具有能(neng)彎曲、耐高壓、熱(re)(re)(re)響應時間快和(he)(he)堅固耐用等(deng)優點，它(ta)與裝(zhuang)(zhuang)配(pei)式(shi)熱(re)(re)(re)電偶、熱(re)(re)(re)電阻一樣，作(zuo)為測(ce)量溫度(du)的傳(chuan)感器，通常和(he)(he)顯示儀表(biao)(biao)、記錄儀和(he)(he)電子調(diao)節器配(pei)套使用，同時亦可(ke)以(yi)作(zuo)為裝(zhuang)(zhuang)配(pei)式(shi)熱(re)(re)(re)電偶、熱(re)(re)(re)電阻的感溫元件。它(ta)可(ke)以(yi)直接測(ce)量各種生產(chan)過程中從0℃～1300℃(熱(re)(re)(re)電偶)，-200～500℃(熱(re)(re)(re)電阻)范圍內的液(ye)體、蒸(zheng)汽和(he)(he)氣體介質以(yi)及固體表(biao)(biao)面的溫度(du)。

鎧裝熱電偶與一(yi)(yi)般工業(ye)熱電偶一(yi)(yi)樣，與顯示儀表等(deng)配套，在(zai)一(yi)(yi)定的使用范(fan)圍內對氣體(ti)、液體(ti)介質或固體(ti)表面溫度進行(xing)自(zi)(zi)動(dong)檢測或自(zi)(zi)動(dong)調(diao)節(jie)。

二(er)、工作原理

WREK-331 WREK2-331鎳鉻-銅鎳E型熱電偶是(shi)由兩(liang)種不同(tong)成份的(de)導體(ti)兩(liang)端(duan)(duan)(duan)(duan)經焊接(jie)(jie)，形(xing)成回(hui)路，直接(jie)(jie)測(ce)溫(wen)(wen)端(duan)(duan)(duan)(duan)叫測(ce)量端(duan)(duan)(duan)(duan)，接(jie)(jie)線端(duan)(duan)(duan)(duan)叫參比端(duan)(duan)(duan)(duan)。當(dang)測(ce)量端(duan)(duan)(duan)(duan)和參比端(duan)(duan)(duan)(duan)存在(zai)溫(wen)(wen)差(cha)時，就(jiu)會在(zai)回(hui)路中產(chan)生熱電流(liu)，接(jie)(jie)上(shang)顯示(shi)儀(yi)表，儀(yi)表上(shang)就(jiu)會指(zhi)示(shi)出熱電偶所產(chan)生的(de)熱電動勢的(de)對(dui)應(ying)溫(wen)(wen)度值。

鎧裝(zhuang)熱(re)電偶的熱(re)電動(dong)勢將隨(sui)著測量端(duan)的溫(wen)度升高而增(zeng)長，熱(re)電動(dong)勢的大小只和(he)鎧裝(zhuang)熱(re)電偶導(dao)體材質以及兩端(duan)溫(wen)差有關(guan)(guan)，和(he)熱(re)電極的長度，直徑無關(guan)(guan)。

鎧裝(zhuang)熱電偶(ou)的結構是由導體(ti)，絕緣氧化(hua)鎂和1Cr18Ni9Ti不銹鋼保護管經多次拉制(zhi)而(er)成，鎧裝(zhuang)熱電偶(ou)產(chan)品(pin)主要由接線(xian)盒，接線(xian)端(duan)子(zi)和鎧裝(zhuang)熱電偶(ou)組成基(ji)本(ben)結構，并配以各種安裝(zhuang)固定裝(zhuang)置組成。鎧裝(zhuang)熱電偶(ou)分絕緣式和接殼式兩種。

三(san)、鎧裝熱(re)電偶特(te)點

1熱響應時間少，減小(xiao)動態誤差;

2 可彎(wan)曲(qu)安裝(zhuang)使用;

3 測量范圍大;

4 機械強度高，耐壓(ya)性能好(hao);

四(si)、技術(shu)參(can)數

名稱(cheng)：鎧裝熱(re)電偶

分(fen)度號：K、J、E、T、N、S、R、B

測量范圍：0-1600度

管徑(jing)：Φ1、Φ2、Φ3、Φ4、Φ5、Φ6、Φ8

長度：50mm~200000mm各種規格可訂做

材質：321（1Cr18Ni9Ti）、316L、2520、GH3030、GH3039、Incol601等(deng)

測溫范圍：0-900度，1100度是理(li)論(lun)數(shu)據！超過1100度建議(yi)采(cai)用(yong)S型鉑銠熱(re)電偶，超過1500度建議(yi)采(cai)用(yong)B型雙支鉑銠熱(re)電偶

產品(pin)執(zhi)行標準：IEC584 IEC1515 GB／T16839－1997 JB／T5582－91

常(chang)溫絕(jue)緣電阻(zu)：鎧裝偶在環境溫度為20±15℃，相(xiang)對濕度不(bu)大于80%，試驗電壓為500±50V（直流(liu)）電極與外套管之間的(de)(de)絕(jue)緣電阻(zu)≥1000MΩ.m。即1m長的(de)(de)試樣的(de)(de)絕(jue)緣電阻(zu)為1000MΩ；10m長的(de)(de)試樣的(de)(de)絕(jue)緣電阻(zu)為100MΩ。

熱響應(ying)時(shi)(shi)間(jian)τ 0.5：在溫度出現(xian)階(jie)躍變化時(shi)(shi)，熱電(dian)偶的(de)(de)輸(shu)出變化至相(xiang)當于該躍變化時(shi)(shi)的(de)(de)50%所需的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)稱為熱相(xiang)應(ying)時(shi)(shi)間(jian)，用τ0.5表示。

熱響應時間τ0.5參考表：

鎧裝熱(re)電偶(ou)推(tui)薦使(shi)用(yong)溫度(du)

五、產品選型(xing)

六(liu)、型號規格

防噴(pen)式接線盒鎧(kai)裝(zhuang)熱電(dian)偶

防水(shui)式接(jie)線盒鎧(kai)裝熱電偶

防爆鎧裝熱電偶(ou)

K型熱電偶(ou)和N型(xing)熱電偶的性能對比

熱電特性(xing)

　　熱(re)電(dian)(dian)特(te)性好的(de)熱(re)電(dian)(dian)偶，其熱(re)電(dian)(dian)極配對后(hou)應具有較大的(de)熱(re)電(dian)(dian)勢與塞貝克系數(shu)（熱(re)電(dian)(dian)勢率(lv)），能(neng)具有較似于(yu)線性的(de)函數(shu)關(guan)系，且熱(re)電(dian)(dian)特(te)性具有良好的(de)穩定性和 均勻性。此外(wai)，還(huan)要(yao)求每批材料具(ju)有良好的復現(xian)性。 K型熱電偶與N型熱電偶的塞貝(bei)克系數(shu)與熱電勢。N型熱電(dian)偶的塞貝克系數雖(sui)然略低于K型，但K型偶在500℃時塞(sai)貝(bei)(bei)克(ke)系數(shu)達到，以后隨溫(wen)度的增(zeng)高，塞(sai)貝(bei)(bei)克(ke)系數(shu)降低；而N型偶在800℃時(shi)塞貝克系數(shu)達到(dao)，以后隨溫度的(de)，塞貝克系數(shu)雖然(ran)有所下(xia)降，但下(xia)降趨勢(shi)明顯比K型偶緩慢。N型偶的(de)熱(re)電勢雖然比K型熱電偶(ou)低一(yi)點(dian)，但在并不影(ying)響N型偶的熱電特(te)性的情況下，N型熱(re)電偶(ou)的(de)均勻性卻比K型偶好。由此我們(men)不難得出這(zhe)樣的結論：N型熱(re)電(dian)偶較(jiao)似于線(xian)性的函數關(guan)系及(ji)均(jun)勻性都比(bi)K型偶好。

物理性(xing)能(neng)(neng)和機械(xie)性(xing)能(neng)(neng)

　　由(you)于(yu)良好的(de)(de)物理性(xing)能(neng)將使熱電偶保持長(chang)期的(de)(de)電勢穩定(ding)性(xing)及復(fu)現性(xing)。良好的(de)(de)機械性(xing)能(neng)將使熱電偶便于(yu)冷加工。 N型(xing)熱(re)電偶的電阻溫度(du)系數比K型熱電(dian)(dian)(dian)偶的(de)電(dian)(dian)(dian)阻溫(wen)度系(xi)(xi)數低(di)得多，而低(di)的(de)溫(wen)度系(xi)(xi)數將使熱電(dian)(dian)(dian)極長期(qi)(qi)工(gong)作后仍然保持良好的(de)物理性(xing)能，使熱電(dian)(dian)(dian)偶保持長期(qi)(qi)的(de)電(dian)(dian)(dian)勢穩定性(xing)和復現性(xing)。表4列出了K型熱(re)電偶(ou)與N型熱電(dian)偶的(de)電(dian)阻比與溫度的(de)比例關(guan)系。從表中我們看(kan)到：N型熱電偶配(pei)對合金(jin) （NP-NN）的(de)(de)電(dian)阻(zu)比隨(sui)溫度的(de)(de)升高變化明顯(xian)比K型熱(re)電偶配對合金（KP-KN）小，使N型(xing)熱(re)電偶在磁性方面的影響較K型(xing)小得(de)多[6]。這也是為什么N型(xing)熱(re)電偶比(bi)K型熱(re)電偶更(geng)穩定，較似于(yu)線性的函(han)數關系更(geng)好的原(yuan)因(yin)。

N型熱電偶的正極與K型(xing)熱(re)電偶的正極一樣都(dou)是一種(zhong)Ni/Cr/Si合金，但N型偶正極(NP)鉻(ge)及硅的含量(liang)較(jiao)K型偶的正極(ji)(KP)有所增加。就因為鉻含量(liang)的增加，消(xiao)除了(le)K型偶在400℃，600℃范圍(wei)內的時效影響。因為(wei)Cr量為14%~16%的(de)NiCr合金，其室溫電阻變化小。在該(gai)成份范圍內的(de)短程有序轉變及自旋現象(xiang)較(jiao)小。Cr含(han)量對NiCr合金熱電勢穩定性的影(ying)響(xiang)增加鎂的作 用是阻止表層下(xia)的(de)硅(gui)從熱電極中擇優氧化成(cheng)SiO2，增加硅的含(han)量而*不含(han)錳和鋁使N型熱(re)電偶的(de)負(fu)*溫抗氧(yang)化性能得(de)到了良好(hao)的(de)改善。也(ye)就因(yin)為(wei)N型(xing)熱電偶的(de)負極(NN)基本上不(bu)含Mn、Al、Co等元素(su)，而Si含(han)量有較大(da)提高(gao)，從而抑制了新(xin)型合金的磁性轉變，使(shi)其轉變溫度降至室溫以(yi)下，使(shi)N型(xing)熱電偶不會在150～260℃范圍內出(chu)現磁性轉變而造(zao)成(cheng)熱電勢偏離分度表的現象。

熱(re)電(dian)極(ji)的主(zhu)要性能

　　由(you)于良(liang)好(hao)(hao)的(de)熱電(dian)特性，良(liang)好(hao)(hao)的(de)物理性能、機械(xie)性能是判定熱電(dian)偶是否(fou)可(ke)靠，是否(fou)*的(de)先決(jue)條件。用于而增加硅的(de)含量是為(wei)了改(gai)善高溫抗氧(yang)(yang)化(hua)(hua)能力，使鎳鉻合金的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)模式(shi)由(you)內(nei)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)轉變為(wei)外(wai)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)，至(zhi)使氧(yang)(yang)化(hua)(hua)反應僅在(zai)表面進行N型熱電偶(ou)的負極(NN)較K型熱電偶的負極(KN) 增加了(le)硅、鎂的(de)含(han)量而*不(bu)含(han)錳和(he)鋁。核場測溫，核場中(zhong)的(de)材(cai)料(liao)與中(zhong)子(zi)發生嬗變的(de)幾(ji)率（即中(zhong)子(zi)俘獲截面）盡(jin)可(ke)能小，復制(zhi)性好等也(ye)是必須考慮的(de)條(tiao)件。

WSS系列(lie)雙(shuang)金屬溫度計的維護與保養的方法

 1、WSS系(xi)列雙金屬溫(wen)度計在保管、安(an)(an)裝、使(shi)用及運輸過程中，應盡量(liang)避免碰撞(zhuang)保護(hu)管，切勿使(shi)保護(hu)管彎曲、變(bian)形。安(an)(an)裝時，嚴禁(jin)扭動儀表外殼。

2、儀表應在-30℃～80℃的環境溫度(du)內(nei)正常工作。

3、儀(yi)表經常工作的(de)溫度能在刻度范圍的(de)1/2～3/4處(chu)。

4、雙金屬(shu)溫度計保護管浸入被測介質中長度必須大于(yu)感溫元件的長度，一般浸入長度大于(yu)100mm,0-50℃量程的浸(jin)入長(chang)度(du)大于150mm，以保證測量的準(zhun)確性。

5、各類(lei)雙金(jin)屬溫度計不(bu)宜用(yong)于測(ce)量敞開容器(qi)內介質(zhi)的溫度，帶電接點溫度計不(bu)宜在工作震(zhen)動(dong)較大的場合(he)的控制回路中使用(yong)。

6、雙(shuang)金屬溫(wen)度計在保管、使(shi)用(yong)安裝及(ji)(ji)運輸中(zhong)，應避免(mian)碰撞保護管，切(qie)勿使(shi)保護管彎曲變型及(ji)(ji)將(jiang)表當扳(ban)手使(shi)用(yong)。

7、溫度計(ji)在正常(chang)使用(yong)的情況下應(ying)予(yu)定期檢驗。一(yi)般以每(mei)隔六個(ge)月為宜。電接點溫度計(ji)不允(yun)許在強(qiang)烈震動下工(gong)作，以免影響接點的可(ke)靠性(xing)。

從前(qian)述所列舉(ju)的(de)薄膜鉑熱電(dian)阻(zu)元(yuan)件(jian)的(de)鮮明(ming)優點，比(bi)較傳統的(de)目(mu)前(qian)在(zai)國內仍大量使用(yong)的(de)陶(tao)瓷(ci)鉑熱電(dian)阻(zu)元(yuan)件(jian)，我們可以看(kan)到兩(liang)者之(zhi)間(jian)有(you)如下的(de)差距： 

① 外(wai)形尺寸 目(mu)前陶瓷鉑熱電(dian)阻元件小(xiao)的直徑可做到φ1.2mm，短(duan)的長度(du)為 10mm，而薄膜鉑熱電阻元件短(duan)的長度可達(da)到1.6mm，寬度為3μm，厚度為0.6mm； 

② 響應(ying)時(shi)間(jian) 在同等條件下(xia)，薄膜鉑熱(re)電阻元(yuan)件的(de)熱(re)響應(ying)時間比陶瓷(ci)鉑熱(re)電阻元(yuan)件快好幾倍(bei)； 

③ *性(xing) 因(yin)陶瓷鉑(bo)(bo)熱電(dian)阻(zu)元件系(xi)手工(gong)制作(zuo)，其*性與(yu)制作(zuo)者(zhe)的(de)工(gong)藝水(shui)平及心情有(you)相當(dang)大(da)的(de)關(guan)系(xi)，而薄膜鉑(bo)(bo)熱電(dian)阻(zu)元件則是自動化生產，其*性有(you)充分(fen)的(de)保障(zhang)； 

④ 機械(xie)性能 因陶瓷鉑(bo)熱電阻元(yuan)件采用繞絲(si)式(shi)制作，絲(si)材(cai)外(wai)徑在0.02～0.03mm 范圍(wei)，在受到(dao)撞(zhuang)擊時較易脆斷(duan)；薄膜鉑熱電阻元件采用(yong)膜式(shi)結構，其允許的振動(dong)阻抗達到(dao)10HZ～2000HZ，沖擊阻抗達到(dao)100g，8μs 半正強波(bo)； 

⑤ 測(ce)溫范圍陶瓷鉑熱電阻(zu)元件的測(ce)溫范圍-200℃～850℃（國產元(yuan)件為-200～+600℃），薄膜(mo)鉑熱電(dian)阻元件的測溫范圍(wei)達到(dao)-200℃～1000℃，其中，溫度達到1000℃的(de)薄膜鉑熱電阻元件（Pt200）已(yi)被(bei)應(ying)用在高檔汽車（例如奔馳、寶(bao)馬）的發動機微粒過濾系統和廢(fei)氣減少排放系統中，而且，測溫達1250℃的(de)薄膜鉑(bo)熱電(dian)阻元件已在(zai)研發(fa)，不久將可(ke)面市； 

⑥ 外形(xing)結構 陶(tao)瓷鉑(bo)熱(re)(re)電(dian)阻元(yuan)件(jian)(jian)為單一的(de)圓柱形(xing)，薄(bo)膜鉑(bo)熱(re)(re)電(dian)阻元(yuan)件(jian)(jian)除傳統的(de)帶引線(xian)片狀結構外，無引線(xian)的(de)SMD 片狀結(jie)構、圓柱形結(jie)構以及(ji)適用(yong)于各種特殊(shu)領域(yu)的(de)特殊(shu)結(jie)構的(de)產(chan)品(pin)均(jun)已面市； 

⑦ 標稱阻值 陶瓷鉑(bo)熱(re)(re)電(dian)阻(zu)(zu)(zu)元件的標稱阻(zu)(zu)(zu)值(zhi)受(shou)到元件體(ti)(ti)積的限制，尤(you)其(qi)是阻(zu)(zu)(zu)值(zhi)的元件無法(fa)做(zuo)到，而薄膜鉑(bo)熱(re)(re)電(dian)阻(zu)(zu)(zu)元件的標稱阻(zu)(zu)(zu)值(zhi)可按要求設計(ji)，目前從(cong)Pt6.8 到(dao)Pt10k 的產品(pin)均(jun)已投入市場； 

⑧ 價(jia)格 陶(tao)瓷鉑(bo)熱(re)電阻元件(jian)(jian)的(de)用(yong)鉑(bo)量較薄膜鉑(bo)熱(re)電阻元件(jian)(jian)大(da)得多，因而其成本(ben)很難有(you)大(da)幅(fu)度(du)的(de)降低。薄膜鉑(bo)熱(re)電阻元件(jian)(jian)的(de)鉑(bo)用(yong)量很少，而且是自動(dong)化生(sheng)產，故其成本(ben)仍有(you)不少下調空間； 

⑨ 長期(qi)(qi)(qi)穩定(ding)性長期(qi)(qi)(qi)運(yun)轉或(huo)溫度(du)驟(zou)變都對傳(chuan)(chuan)感器(qi)的(de)(de)(de)精度(du)和復現性產生負面的(de)(de)(de)影響(xiang)，這(zhe)些負面影響(xiang)將影響(xiang)到傳(chuan)(chuan)感器(qi)的(de)(de)(de)壽命，因此，長期(qi)(qi)(qi)穩定(ding)性是傳(chuan)(chuan)感器(qi)中(zhong)重要(yao)的(de)(de)(de)指標。陶瓷鉑(bo)(bo)(bo)熱電(dian)阻元件(jian)的(de)(de)(de)長期(qi)(qi)(qi)穩定(ding)性取(qu)決于鉑(bo)(bo)(bo)絲的(de)(de)(de)純度(du)與(yu)制作(zuo)的(de)(de)(de)工(gong)藝過程，要(yao)求鉑(bo)(bo)(bo)絲純度(du)較(jiao)高且在(zai)制作(zuo)過程中(zhong)不能受(shou)到污(wu)染。在(zai)250h、500h 和1000h 的型式試驗中，薄膜鉑熱(re)電阻(zu)元件表現出良好的穩定性，德國廠家(jia)的測試數據表明，薄膜鉑熱(re)電阻(zu)元件在(zai)其極(ji)限溫度(du)工作超過1000h 后，其電阻值的變化＜0.02%；在200℃使用5 年后其電阻值的變化通常＜0.04%。