金属镁还原生产窑炉温度检测系统

1、一、热电偶的工作原理 热电是一种感温元件，是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信号转 换成热电动势信号, 通过电气仪表(二次仪表) 原理是两种不同成份的材质导体组闭合回路当两头存温度梯时, 流通过，此时两头之间就存在电动-热电动势，这就是所谓的塞贝克效 端通常处于某个恒定的温度下按照热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 度表是自由端温度在0时的条件下取得的，不同的热电偶具有不同的分度表。 测温大体原理:将两种不同材料的导体或半导 导的两个执着12之间存在温差时二者之间便产生电动势 成一个大小的电流,这种现象称热电效。热电偶就是利用这一效应来工作的。 二、热电偶工作原理 什么叫热电偶？

2、这就要从热电偶测温原理提及，热电偶是一种感温元件，是一次 仪表，它直 接 测 量 温 度 并 把 温 度 信 号 转 换 成 热 电 动 势 信 号 通 过 气 仪 表 （ 二 次 仪 表 ） 转 换 成 被 测 介 的温度。 热电偶测温的大体原理是两种不同成份的材质导体（称为热电偶丝材或热电极）组成 回路，当接合点两头的温度不同，存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时 两头之间就 存在电动势热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体 为热电极，温 度较高的一端为工作端（也称为测量端，温度较低的一端为自由端（也称为补偿 端，自由 端通常处于某个恒定的温度下。按照热电动势与温度

3、的函数关系，制成热 电偶分度表；分度表 是自由端温度在 0 时的条件下取得的，不同的热电偶具有不同的分度表。 在热电偶回路中接入第三种金属材料时，只要该材料两个接点的温度 同，热电偶所产生 的热 电势将维持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此，在热电偶测温时，可接入 测 量仪表，测得热电动势后，即可知道被测介质的温度。 热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对 于热电偶的热电势，应注意如下几个问题： 1: 热电偶的热电势是热电偶两头温度函数的差，而不是热电偶两头温度差的函数； 2: ， 只与热电偶材料的成份和两头的温差有关； 3: 当热电偶的两个热

4、电偶丝材料成份肯定后，热电偶热电势的大小，只与热 偶的温度差有 关若热电偶冷端的温度维持必然这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单 函数。常常利用的热电偶材料有： R B T J N B 极 铑10 铑13 铑30 镍铬 纯铜 铁 镍铬硅 镍铬 极 铂 铂 铑 硅 镍 镍 硅 镍 三、热电偶的工作原理 热电偶是一种感温原件它把温度信号转换成热电动势信号通过电气仪表转换成被测介质 的温度热电偶测温的大体原理是两种不同成份的均质导体组成闭合回路当两头存在温度 在k就 是所谓的塞贝克效应两种不同成份的均质导体为热电极温度高的一端为工作端温度较 在0 同的分度表。在热电偶回路中接入第三种金属下料时 热电

5、偶所产生的热电势将维持不变即不受第三种金属接入回路中的影响因此 测温时，可接入测量仪表，测得电动势后，即可知道被测介质的温度。 热电偶长处： 热电偶是工业中常常利用的温度测温元件，具有如下特点： 1、测量精度高：热电偶与被测对象直接接触，不受中间介质的影响。 2、热响应时间快：热电偶对温度转变反映灵敏。 3、测量范围大：热电偶从40+1600都可持续测温。 4、性能靠得住，机械强度好。 5、利用寿命长，安装方便。 热电偶的种类 热电偶有K型（镍铬镍硅）N系列N型（镍铬硅镍铬镁WRM系列，E 铬铜镍E系列J（铁铜镍WRF系列T（铜铜镍C系列S 铑10铂WRP系列，R型（铂铑1铂）Q系列，B型（铂

6、铑3铂铑6)WRR 列等。 四偶 在热电偶回路中接入第三种金属材料时只要该材料两个接点的温度相同 热电将维持不变 测量仪表热电偶测量温度时要求其冷 量端为热端通过引线与测量电路连接的端称为冷端的温度维持不变 性在冷端采取必然办法补偿由于冷端温度转变造成的影响称为热电偶的冷端补偿正常 测量仪表连接用专用补偿导线。 从毫伏到温度测量冷端温度换算为对应毫伏值与热电偶的毫伏值相加 即得温度 2 测温条件 是一种感温元件，是一种一次仪表，热电偶直接丈量温度。2 组成的闭合回路，由于材质不同，不同的电子密度产生电子扩散，稳定均衡后就产生 会越大。测得热电动势以后即可知道温度值。热电偶实践上是一种能量转换器

7、， 换成电能。 热电偶的技术优势热电偶测温范围宽性能比拟稳定丈量精度高热电偶与被测对 丈量范围 0 装置便当。 电偶必需是由两种性质不同但契合必然请求的导（或半导体资料组成回路 将两种不同资料的导体或半导体A 焊接起来，组成一个闭合回路。当导体A 的两个执着点1和2之间存在温差时，二者之间便产生电动势, 电流,种现象称为热电效应。热电偶就是应用这一效应来工作的。 3 、测量范围大（0130，特殊情况下2702800 、耐高温可达2800 4 两种不同成份的导（称为热电偶丝材或热电极 当两个接合点的温度不同时在回路中就会产生电动势这种现象称为热电效应 动势称为热电势热电偶就是利用这种原理进行温度

8、测量的其中 配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。 对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题： 热电偶的热电势是热电偶工作端的两头温度函数的差 两头温度差的函数； 热电偶所产生的热电势的大小当热电偶的材料是均匀时 无关，只与热电偶材料的成份和两头的温差有关； 、当热电偶的两个热电偶丝材料成份肯定后，热电偶热势的大小，只与热电偶的温 度差有关若热电偶冷端的温度维持必然 将两种不同材料的导体或半导体和焊接起来组成一个闭合回路如图所示当导体 B 的两个执着点1和2之间存在温差时，二者之间便产电动势 大小的电流，这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的1 5 热电偶的结构形式为了

9、保证热电偶靠得住、 作，对它的结构要求如下： 6 一、按 热电偶作为主要测温手腕用途十分普遍因此对固定装置和技术性能有多种要求 兰角尺形式、锥形保护管式六种。 按照热电偶的性能结构方式可分为可拆卸式热电偶隔爆式热电偶 弹簧固定式热电偶等特殊用途的热电偶。 7 常见种类 常常利用热电可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类 准规定了其热电势与温度的关系允许误差并有统一的标准分度表的热电偶 套的显示仪表可供选用非标准化热电偶在利用范围或数量级上均不及标准化热电偶 也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶中国从1988年1月1 起，热电偶和热电阻全数按IE国际标准生产，并指定、EKR

10、J、 热电偶为中国统一设计型热电偶。 S R B K T J N 铂10 铂13 铂30 铂6 E 镍铬 （或半导体 非是所有材料都能组成热电偶，一般对热电偶的电极材料，大体要求是： 氧化或侵蚀； 、电阻温度系数 3测温中产生热电势要大 8 焊接方式 热电2测量端焊接前应首先将被焊热电极的顶端绞成麻花状或将两顶端并齐（ 气焊法先将热电极顶端绞成麻花状然后略加热并蘸上焊剂再用乙炔火焰使测量端熔成 球状再迅速将测量端离开火焰后放入热水中。这种方式操作简单，故应用较广（ 电弧焊法：电弧焊是利用高温电弧将热电测量端熔化成球状。常常利用的有交流电弧焊 和直流电弧焊两。交流电弧焊一般用来焊接贱金属热电偶。

11、焊接前也要在热电极顶端先 蘸上焊剂焊好后要 去除焊点上的焊剂。直流电弧焊一般用来焊接贵金属热电偶（、 接 方式较方便（4、直流氩弧焊：直流氩弧焊是近几年发展起来的较理想的焊接热电偶的 方式。通常直流氩弧焊热电偶焊接机 是用氩气作保护，以高频引弧，直流焊接，并能进行 对焊。它是由供电电源、直流 焊接电源 一、焊枪二、高频振荡器3、对焊电源及夹具4等 焊 接端点光亮美观 ，而且可一机多用。它能焊接各类金属材料及不同规格的各类热电偶，热 电偶在择品牌上要热电偶选杰克（5kW石 墨坩埚和焊接夹子等组成。坩埚作为电源电极，被焊电极作为另一电极。焊接前，先 洗净热电极被焊处表面的氧化物并绞成麻花状将碳棒于

12、氯化钡上接通电源使氯化 钡熔化，再将热电偶热电极与氯化钡熔液稍接触待起弧后迅速 离开，并用热水洗净测量端 和热电极上的氯化钡颗粒。 1将传感器置于与物体相同的热平衡状态中 即为接触式测温法例如利用介质受热膨胀的原理的水银温度计压力式温度计和双金属温 电 子式温度传感器和热电偶等。 接触式测温仪表测温仪表比较简单靠得住测量精度较高 需要进行充分的热互换需要必然的时间才能达到热平衡所以存在测温的延迟现象 受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。 .非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，测温元件不需与被测介质接触。 实现这种测温方式可利用物体的表面热辐射强度与温度的关系来检测温度有全辐

13、射法部 份辐射法单一波长辐射功率的亮度法及比较两个波长辐射功率的比色法等非接触式仪表 测温的测温范围广不受测温上限的限制也不会破坏被测物体的温度场反映速度一般也 比较快但受到物体的发射率测量距离烟尘和水气等外界因素的影响 大体上所有的CSA和UL电气产品标准都要求进行温升测试 例如产品的输入电源负载要求和测试环境等测试方式 测试时间规 是30AWG(0.51平方厘)铜(分度号J)或铜康铜(分度 号T)和相配合的记录仪器3 13 热电偶的延伸导线和附件 大量订购袒露的或绝缘的热电偶丝，费用很大。一种节约的方式(特别是在利用贵金属 热电偶的情况下)是利用延伸导线。选择成对的合金导线做为这些延伸导线

14、，它们在必然的 温度范围内具有超级类似于热电偶本身的净热电势在测量线路的高温部份不能利用这样的 延伸导线可以把延伸导线接入中温区和参考点之间的线路中延伸导线的合金是廉 它比高温热电偶材料廉价。当需要用长导线引到参考点时，这就变得特别重要。 选择延伸导线合金，要使它大约在到最多不超过几百的中等温度范围内与热电偶的热 电特性相匹配。温度上限取决于延伸导线和环境气氛的反映性、选用的绝缘类型延伸导 线特性开始显著偏离热电偶特性的温度延伸导线对于某些廉金属热电偶和贵金属热电偶都 是用得着的。廉金属热电偶的这种延伸导线一般是和热电偶名义成份相同的一 段导线，但 这段导线不能知足所要求的高温输出技术条件。

15、由通用的热电偶材料或性能相近的合金材料制造的接头端子及其它金属附件是有用的热 电偶丝延伸导线和相应附件的组合有可能造成一个从热接点到参考点近似均匀 通常在参考点的测量侧使用铜导线并且可以买到一种合金焊料其热电偶势率与铜的热电 偶势率相当，以便尽量减少局部生产的热电势。6 14 热电偶如何接线 若是热电偶7接线正确，显示温度就正确，若是接线不正确，会起反的作用，热电偶 在材料的测温进程中对温度要进行准确的测量以便对整个进程进行有效的控制 特殊场合对所测量的温度的准确度要求很高 器来实现。热电偶本身具有经济、测量误差小等长处。 热电偶接线有正负极之分，通过：在接线板子上面就有标定：+，- 有正负之

16、分，这样就需要技术人员凭经验来判定 通用接线端子不能用于热电偶的接线因为端子内的导流条一般是用专用铜材料如 铜制成的，与组成热电偶的铜材料不同， 线端子是成对提供的每对热电偶端子的导流条是由不同的金属材料做成的 的热电偶，相应有不同的接线端子。热偶端子内所用的 料完全一致从而确保热电偶信号在传递进程中的准确性 度的变送器通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套利用.它可以直接测量各类生产进 程中0到1800范围的液体、蒸汽和气体介质和固体的表面温度。 按照国家规定我公司生产符合IE国际标准分度号的铂3铂铑六铂铑1 镍铬镍硅、镍铬康铜等等的装配式热电偶。 、 18 热电偶温度探头及其测温原理 热

17、电偶9是一种感温元件,它能将温度信号转换成热电势信号,通过电气测量仪表的配 合,就可以测量出被测的温度。 热电偶测温的大体原理是热电效应。在由两种不同材料的导A B 路中,当和的两个接点处于不同温度和, 的塞贝克效应。 体和称为热电极温度较高的一(叫工作端(通常焊接在一) 一o叫自由(通常处于某个恒定的温度下。 按照热电势与温度函数关系可制成热电偶分度表分度表是在自由端温度 条件下取得的。不同的热电偶具有不同的分度表。 在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产 生的热电势将维持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因,在热电偶测温时, 入测量仪,测得热电势

18、后,即可知道被测介质的温度。 从理论上讲,任何两种导体都可以配制成热电偶,但实际上并非是所有材料都能制作热 电偶,故对热电极材料必需知足以下几点： 能测量较高的温度,并在较宽的温度范围内应用,经长期利用,物理 电特性维持稳定； 二、热电偶材料受温度作用后能产生较高的热电势,热电势和温度之间的关系最好呈线 性或近似线性的单值函数关系； 、复现性要,便于大量生产和互, 、要求材料的电阻温度系数要,电阻率高,导电性能, 五、资源丰硕, 六、机械性能,材质均匀； 1. 补偿导线必然要按照所利用的热电偶种类和所利用的场合进行正确选择例如, 该选择k型偶的补偿导线,按照利用处合,选择工作温度范围通常kx工

19、作温度为-210 宽范围的-220。普通级误差为2.5,精密级为1.5。补偿导线 2. 与热电偶接线端2个接点尽可能近一点,尽可能维持2 接处尽可能温度一,仪表柜有风扇的地, 3. 因为热电偶的信号很低,为微伏级,若是利用的距离太长,信号的衰减和环境中强电的干 扰偶合,足可使热电偶的信号失真,造成测量和控制温度不准确,在控制中严重时会产生温度 波动。 按照咱们的经验,通常利用热电偶补偿导线的长度控制在15米内比较好,若是超过15米, 建议利用温度变送进行传送信号温度变送器是将温度对应的电势值转换成直流电流传 抗干扰强。 补偿导线布线必然要远离动力线和干扰源。在避免不了穿越的地方, 方式,不要平行。 5. 为了提高热电偶连接线的抗干扰性,可以采用屏蔽补偿导线。对于现场干扰源较多的场 合,效果较好可是必然要将屏蔽层严格接地,不然屏蔽层不仅没有起到屏蔽的作用, 干扰。 2 主要技术指标： 1补偿导线型号按产品的品种划分为SC、KCKX、E、JX、T、NC 其中a)型号第一个字母与热电偶的分度号相对应； b)字母“X”表示延伸型补偿导线(别)； c)字母“C”表示补偿型补偿导(别)。 注：型补偿导线可配用型分度号热电偶 3 热电偶补偿导线型号 产品描述 的作用是来延伸 (补偿)热电极即移动热电偶冷端,与显示仪表连接组成测温 系统。本产品等