6.1.1热电偶测温度

●项目——温度检测●任务——轧钢炉炉内温度检测►任务导入轧钢炉炉内温度检测钢坯的轧制温度加热炉的炉温在950～1200℃之间，它要跟随轧机轧制节奏的变化来随时调节►热电偶●定义：工程上常用的一种的温度检测传感器，它是一种自发电式传感器，测量时不需要外加电源，直接将被测温度转换成电势输出。轧钢炉炉内温度检测特点应用√结构简单、使用方便、测量精度高、测量范围宽等√常用范围：-50～1600℃√特殊材料测量范围更广，某些特殊热电偶最低可测到-270℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨铼）►温度的基本知识●定义：温度是表征物体冷热程度的物理量，为了定量的描述温度的高低，必须建立温度标尺，即温标。温标就是温度的数值表示。轧钢炉炉内温度检测温标的表示方法摄氏温标华氏温标开氏温标►温度的基本知识●定义：温度是表征物体冷热程度的物理量，为了定量的描述温度的高低，必须建立温度标尺，即温标。温标就是温度的数值表示。轧钢炉炉内温度检测温度测量接触式测量非接触式测量选择某一物体与被测物体相接触，并进行热交换。当两者达到热平衡状态时，选择物体与被测物体温度相等。从而得出被测物体的温度数值。测温元件不与被测物体直接接触。利用物体的热辐射，通过对辐射能量的检测来实现测温。●热电效应：当两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，回路中将产生一个电动势，形成电流，这种现象称为热电效应。轧钢炉炉内温度检测温差电压当受热物体中的电子（空穴），因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生的电流或电荷堆积的一种现象。►热电偶的测温原理——热电效应►热电偶的测温原理——热电效应轧钢炉炉内温度检测热电极热电极工作端（热端）自由端（冷端）两种导体组成的闭合回路称为热电偶，回路中的电势称为热电势。（1）接触电势轧钢炉炉内温度检测►热电偶的测温原理——热电势的组成接触电势的大小与温度高低及导体中的电子密度有关取决于A、B的性质及接触点的温度，与其形状尺寸无关。所以在热电偶材料确定后，接触电势的大小只与温度有关系。►热电偶的测温原理——热电势的组成轧钢炉炉内温度检测同一导体中的，如果两端温度不同，在两端间会产生电动势，即产生单一导体的温差电动势。TT0T＞T0___+++eA(T,To)（2）温差电势（2）温差电势轧钢炉炉内温度检测►热电偶的测温原理——热电势的组成温差电势的大小与导体的性质和两端温度有关在热电偶材料确定后，温差电势的大小只与温度有关系。（3）热电偶的总电势轧钢炉炉内温度检测►热电偶的测温原理——热电势的组成回路中总的热电势为两个接触电势和两个温差电势之和温差电势远小于接触电势►热电偶的测温原理——结论010203√热电偶的两个热电极必须是两种不同材料的均质导体，否则热电偶回路的总电势为零。√热电偶两接点温度必须不等，否则，热电偶回路总热电势为零。√当热电偶材料均匀时，热电偶的热电势只与两个接点温度有关，而与中间温度取关，与热电偶的材料有关，而与热电偶的尺寸、形状无关。轧钢炉炉内温度检测01020304√热电势足够大√热电性能稳定，热电势与温度有单值关系或简单的函数关系√电阻温度系数和电阻率要小√易于复制，工艺性与互换性好，便于制定统一的分度表，材料要有一定的韧性，焊接性能好，以利于制作►热电偶的材料及结构轧钢炉炉内温度检测1.热电偶的材料►热电偶的材料及结构——热电偶的基本结构●主要用于测量气体、蒸汽和液体等介质的温度。主要有热电极、保护套管、绝缘套管、接线盒等几部分组成。热电极绝缘套管保护套管接线盒（1）普通热电偶轧钢炉炉内温度检测●定义：它是将热电极、绝缘材料和金属保护管组合在一起，经拉伸加工而成。●分类：根据测量端的形式不同，可分为碰底型、不碰底型、露头型、帽型等。●特点：铠装热电偶具有能弯曲、耐高压、热响应时间快和坚固耐用等许多优点，适用于位置狭小、结构复杂的测量对象、（2）铠装型热电偶►热电偶的材料及结构——热电偶的基本结构轧钢炉炉内温度检测●定义：用真空蒸镀（或真空溅射）、化学涂层等工艺，将热电极材料沉积在绝缘基板上形成的一层金属薄膜。●特点：热电偶测量端既小又薄（厚度可达0.01～0.1μm），因而热惯性小，反应快，可用于测量瞬变的表面温度和微小面积上的温度。薄膜热电偶分为片状、针状等。（3）薄膜热电偶►热电偶的材料及结构——热电偶的基本结构轧钢炉炉内温度检测●定义：表面热电偶是用来测量各种状态的固体表面温度，如测量轧辊、金属块、炉壁、橡胶筒和涡轮叶片等表面温度。（4）表面热电偶►热电偶的材料及结构——