Oversikt over instrumenter for temperaturmåling av termoelementer?

Det finnes mange temperaturmåleinstrumenter i industriell produksjon, og termoelementtemperaturmåleinstrumenter er ett av dem. Den er sammensatt av to ledere eller halvledere med deres to ender sveiset eller vridd sammen for å danne en lukket krets, som utnytter temperaturforskjellen mellom de to punktene til å generere elektromotorisk kraft og arbeid. Det finnes mange typer termoelementer, og ulike klassifiseringsmetoder er også forskjellige. I henhold til kravene til industriell standardisering kan de deles inn i to typer: standardiserte termoelementer og ikke-standardiserte termoelementer. Termoelementer er en av de spesifikke anvendelsene av teorien om termoelektrisk effekt og har et bredt spekter av bruksområder innen temperaturmåling. De har fordelene med enkel struktur, stabil ytelse og enkel konstruksjon. Termoelementer, når de brukes sammen med displayinstrumenter, kan oppnå fjernmåling, automatisk opptak og automatisk temperaturkontroll.
1. Typer temperaturmåleinstrumenter og termoelementer for temperaturmåling
Det finnes mange typer temperaturmåleinstrumenter, og med utviklingen av vitenskap og teknologi og behovene til moderne industriell teknologi, blir temperaturmålingsteknologien stadig forbedret og forbedret. På grunn av det økende området for temperaturmåling, har forskjellige temperaturmåleinstrumenter blitt produsert i henhold til forskjellige krav, hovedsakelig inkludert LCD-termometre, optiske pyrometre, halvledertermometre, roterende termometre, trykktermometre, glassrørtermometre, pekertermometre, høytemperaturtermometre, termometre, motstandstermometre, gasstermometre og termometre.
I henhold til de forskjellige formålene, installasjonsmetodene og de strukturelle formene for termoelementer, kan de deles inn i to kategorier: vanlige termoelementer og pansrede termoelementer. De ofte brukte termoelementene, basert på deres graderingstall, inkluderer S, R, B, N, K, E, J, T og så videre. Blant dem tilhører S, R og B termoelementer av edelt metall, mens N, K, E, J og T tilhører billige metalltermoelementer.

Karakteristikken til S-klasse er sterk antioksidantytelse, og den er egnet for kontinuerlig bruk i oksiderende og inerte atmosfærer. Den langsiktige brukstemperaturen er 1400 grader, og den kortsiktige brukstemperaturen er 1600 grader. Blant alle termoelementer har S-skalaen det høyeste nøyaktighetsnivået og brukes vanligvis som standard termoelement; Sammenlignet med S-indeksen har R-indeksen en termisk elektromotorisk kraft som er omtrent 15 % høyere, og dens øvrige ytelse er nesten identisk; Den termiske elektromotoriske kraften til B-indeksen er ekstremt liten ved romtemperatur, så kompensasjonsledninger er vanligvis ikke nødvendig under måling. Dens langsiktige brukstemperatur er 1600 grader og kortsiktig brukstemperatur er 1800 grader. Den kan brukes i oksiderende eller nøytrale atmosfærer, så vel som for kortvarig bruk under vakuumforhold. Egenskapene til N-grad termoelementet er sterk høytemperatur oksidasjonsmotstand ved 1300 grader, god langsiktig stabilitet av termoelektrisk kraft og reproduserbarhet av kortsiktige termiske sykluser, god motstand mot kjernefysisk stråling og lav temperatur, og kan delvis erstatte S-klasse termoelement; Karakteristikken til K-skala er sterk antioksidantytelse, og den er egnet for kontinuerlig bruk i oksiderende og inerte atmosfærer. Den langsiktige brukstemperaturen er 1000 grader, og den kortsiktige brukstemperaturen er 1200 grader. Den mest brukte blant alle termoelementer; Karakteristikken til E-indeksen er at blant vanlig brukte termoelementer er dens termoelektriske elektromotoriske kraft høyest, noe som betyr at den har høyest følsomhet. Det anbefales å bruke kontinuerlig i en oksiderende og inert atmosfære ved en temperatur på 0-800 grader; Karakteristisk for J-grade er at den kan brukes i både oksiderende atmosfærer (med en øvre temperaturgrense på 750 grader ) og reduserende atmosfærer (med en øvre temperaturgrense på 950 grader ), og er motstandsdyktig mot H2- og CO-gasskorrosjon. Det brukes mest i raffinering og kjemisk industri; Karakteristikken til T-skala er at den har det høyeste nøyaktighetsnivået blant alle billige metalltermoelementer og brukes vanligvis til å måle temperaturer under 300 grader.
2. Grunnprinsippet for termoelementtemperaturmåling
Grunnen til at termoelementer kan brukes til å måle temperatur er fordi de konverterer temperatursignaler til termoelektriske signaler, som deretter konverteres til temperaturen på det målte mediet gjennom elektriske instrumenter. Det grunnleggende prinsippet for termoelementtemperaturmåling er at to homogene ledere med ulik sammensetning danner en lukket krets. Når det er en temperaturgradient i begge ender, vil det gå strøm gjennom kretsen, og det er en termoelektrisk elektromotorisk kraft mellom de to endene

Årsaken til genereringen av termoelektrisk elektromotorisk kraft skyldes de forskjellige elektrontetthetene til forskjellige ledermaterialer. Selv om det samme ledermaterialet har forskjellige temperaturer, er ikke elektrontettheten den samme. Når heterogene metaller A og B danner en lukket krets, på grunn av de forskjellige temperaturene på kontaktene A og B, er den frie elektrontettheten høyere i høytemperaturområdene til samme leder, mens den frie elektrontettheten er lavere i lavtemperaturområdene . Derfor, i den lukkede kretsen, må den høye frie elektrontettheten diffundere til områdene med lav fri elektrontetthet, noe som resulterer i en "netto" ladningsstrøm i kretsen, det vil si at det er en elektromotorisk kraft eAB i kretsen, som er årsaken til genereringen av Seebeck elektromotorisk kraft. Når materialet til den varme elektroden er festet, er den termiske elektromotoriske kraften kun relatert til temperaturen til de to kontaktene. I en lukket krets som består av et par heterogene metaller A og B, hvis koblingspunktet A er oppvarmet, vil temperaturen på de to kontaktene A og B være forskjellig. Hvis temperaturen er forskjellig, vil det genereres en strøm som får amperemeteret som er koblet til kretsen til å avbøyes. Strømmen som genereres i termoelementkretsen kalles termisk strøm. A. B kalles en termoelektrisk elektrode, og kontakt a er koblet sammen ved sveising. Ved måling av temperatur plasseres den i det målte temperaturfeltet, kjent som måleenden eller arbeidsenden. Kontakt b krever generelt en konstant temperatur, kjent som referanseenden eller frie enden.
Størrelsen på termoelektrisk potensial er relatert til forskjellen mellom t og t0. Når materialene til de to termoelektriske elektrodene til et termoelement er kjent, bestemmer distribusjonsteorien om termoelektrisk potensial i termoelementkretsen at den termoelektriske potensialforskjellen mellom de to endene av termoelementet kan uttrykkes ved følgende ligning:
EAB (t, t{{0}})=EAB (t) - EAB (t0)
I formelen, EAB (t, t0) - termoelektrisk potensial for termoelement
EAB (t) - termoelektrisk potensial ved arbeidsenden ved temperatur t;
EAB (t{{0}}) - Det termoelektriske potensialet i den kalde enden ved en temperatur på t0.
Fra ligningen ovenfor kan det ses at når temperaturen til det målte mediet ved arbeidsenden endres, endres også det termoelektriske potensialet. Derfor, så lenge EAB (t, t{{0}}) måles og EAB (t0) er kjent, kan EAB (t) oppnås. Det termoelektriske potensialet kan sendes til displayinstrumentet for indikasjon eller registrering, eller til mikrodatamaskinen for prosessering, for å oppnå temperaturen t-verdien ved måleenden.

3. De viktigste fordelene og ulempene med termoelement temperaturmåling
Termoelementer er en av de mest brukte temperaturdeteksjonskomponentene i industrien, og deres fordeler inkluderer:
① Høy målenøyaktighet. På grunn av den direkte kontakten mellom termoelementet og det målte objektet, påvirkes det ikke av mellommediet.
② Bredt måleområde. Vanlige termoelementer kan måle kontinuerlig fra -50 til 1600 grader, og noen spesielle termoelementer
Den laveste detekterbare temperaturen er -271-2800 grader, for eksempel gull, jern, nikkel, krom og wolfram rhenium.
③ Enkel konstruksjon og praktisk bruk. Termoelementer er vanligvis sammensatt av to forskjellige typer metalltråder, og er ikke begrenset av størrelse eller begynnelse. De har en beskyttelseshylse på utsiden, noe som gjør dem veldig praktiske å bruke.
Termoelementer har imidlertid også mangler, som bruk av konstant referansetemperatur, ellers vil måleresultatene bli forvrengt; Ved høy temperatur eller langvarig bruk oppstår nedbrytning på grunn av påvirkningen av det testede mediet eller atmosfæren (som oksidasjon, reduksjon, etc.), noe som reduserer levetiden.
4. Nåværende forskningsstatus og utviklingstrend for termoelementtemperaturmåling i Kina
Termoelementer brukes hovedsakelig til å måle høyere temperaturer. Når det gjelder utviklingsstatusen til høytemperaturtermoelementer i Kina, refererer høytemperaturtermoelementer generelt til de over 1300 grader, inkludert platina rhodium 10 platina termoelementer, platina rhodium 13 platina termoelementer, platina rhodium 30 platina rhodium 6 termoelementer, wolfram rhenium 5 25 termoelementer, platina rhodium 40 platina rhodium 20 termoelementer, iridium rhodium termoelementer, silisiumkarbid grafitt termoelementer, og så videre. For tiden er termoelementer for temperaturmåling av kontakttype den mest pålitelige metoden for temperaturmåling. Bortsett fra å bruke optiske pyrometre og infrarøde termometre i vakuum-, mellomfrekvente og høyfrekvente områder som ikke er egnet for termoelementtemperaturmåling, er det i utgangspunktet ingen andre materialer eller teknologier som kan erstatte det.
Fra dagens situasjon er den viktigste utviklingstrenden å forbedre korrosjonsmotstanden og oksidasjonsmotstanden gjennom teknologiske midler for å forbedre levetiden.