淺析熱電偶測溫原理及應用

摘要:在鋼鐵冶金工業(yè)的中，對溫度的科學(xué)控制一直是重要的工作內容,溫度決定著(zhù)產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)與效率存在著(zhù)緊密的聯(lián)系，進(jìn)而可能影響到整體流程和情況。熱電偶是在鋼鐵冶金工業(yè)中主要的測溫應用原件，對該機械元件的科學(xué)應用。主要對熱電偶的測溫原理進(jìn)行了介紹和分析，并在此基礎上,熱電偶在選型和應用中的問(wèn)題，旨在為我國鋼鐵冶金工業(yè)中對熱電偶的科學(xué)應用提供支持。
一、引言
　　溫度是冶金工業(yè)中重要的影響因素，想要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，必須通過(guò)相應的手段將溫度控制在一定的范圍之內這就需要企業(yè)在作業(yè)的過(guò)程中，進(jìn)行溫度測試和控制的技術(shù)發(fā)展，以保證技術(shù)的應用能夠適應現代工藝的需要。在溫度測量?jì)x表中。熱電偶是其中非常重要的組成部分，通常是通過(guò)熱電偶對溫度進(jìn)行直接的測量，之后在將溫度轉化為電動(dòng)勢信號，在電信號儀表的配合應用中，進(jìn)行正確地溫度測量。在熱電偶的實(shí)際應用中，其外形差別較大，但是在測溫原理方面都是相一致的,熱電偶通常是與溫度儀表進(jìn)行配合使用。
二，熱電偶測溫基本原理
　　熱電偶的應用對于冶金工業(yè)溫度測量技術(shù)的應用是重要的，但是對其錯誤的使用卻可能對造成不良影響。由于熱電偶在工業(yè)過(guò)程中所產(chǎn)生的重要作用，要求人們在對其應用時(shí)，需要保證應用措施的科學(xué)性，并且需要對其基本測溫原理進(jìn)行熟練掌握,這樣才能夠保證在對其應用中，不會(huì )出現問(wèn)題而影響工業(yè)的正常進(jìn)行。對熱電偶的測溫原理進(jìn)行介紹和分析，主要內容有以下幾點(diǎn)。
(一)熱電效應
　　熱電偶測量溫度的基本原理是熱電效應。將A和B兩種不同的導體首尾相連組成閉合回路，如果兩連接點(diǎn)溫度(T,Ty不同，則在回路中就會(huì )產(chǎn)生熱電動(dòng)勢EAB（t,t0）形成熱電流，這就是熱電效應。熱電偶就是將A和B兩種不同的金屬材料端焊接而成。A和B稱(chēng)為熱電極，焊接的一端是接觸熱場(chǎng)的T端稱(chēng)為工作端或測量端，也稱(chēng)熱端;未焊接的一燭(接引線(xiàn))處在溫度T稱(chēng)為自由端或參考端，也稱(chēng)冷端。T與T0的溫差愈大，熱電偶的輸出熱電動(dòng)勢愈大;溫差為0時(shí)，熱電偶的輸出電動(dòng)勢為0mV;因此，可以用測熱電動(dòng)勢大小衡量溫度的大小。
 
(二)熱電偶冷端的溫度補償
　　由于熱電偶的材料般貴重(特別是采用貴金屬時(shí)).而測溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠，為了節省熱電偶材料，降低成本,通常采用補償導線(xiàn)把熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩定的控制室內,連接到儀表端子上。必須指出，熱電偶補償導線(xiàn)的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來(lái)補償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對測溫的影響。在使用熱電偶補償導線(xiàn)時(shí)必須注意型號相配極性不能接錯，補償導線(xiàn)與熱電偶連接端的溫度不能超過(guò)100℃。
三、熱電偶的選型與應用
　　熱電偶在工業(yè)溫度測量?jì)x表中的應用是中重要的，科學(xué)地對其進(jìn)行應用能夠為工業(yè)作業(yè)的順利進(jìn)行以及產(chǎn)品質(zhì)量的保證以供支持。熱電偶在實(shí)際應用中，需要根據實(shí)際需求的不同而對其類(lèi)型進(jìn)行選擇，熱電偶的選型與其應用效果關(guān)系密切，保證科學(xué)地選型是保證其應用效果充分發(fā)揮的重要保障措施。下面對熱電偶的選型和應用，主要內容如下。
(一)熱電偶選型
1、鎧裝熱電偶
　　鎧裝熱電偶通常由鎧裝偶元件安裝固定裝置和接線(xiàn)裝置等主要部件組成。吹氣型鎧裝熱電偶是一種專(zhuān)用鎧裝熱電偶。吹氣型鎧裝熱電偶結構原理是在鎧裝熱電偶感溫元件和外保護管之間構成一定的氣路，在氣路中，通人大于1.03℃105Pa的惰性氣體，以排除或減少熱電偶在高溫、高壓條件下,還原氣體的滲人從而延長(cháng)了鎧裝熱電偶的使用壽命。鎧裝熱電偶測溫范圍大，反應速度快，外徑小、溫度變化反應迅速，安裝方便使用壽命長(cháng),氣密性好，機械強度好?？稍谟姓饎?dòng)、低溫、高溫條件下使用。
2、裝配熱電偶
　　裝配熱電偶與顯示儀表配套,在200-1600℃范圍內對氣體、液體介質(zhì)以及固體表面溫度進(jìn)行檢測，廣泛應用于航空、原子能、石油、化工、冶金、機械等工業(yè)部門(mén)和科技領(lǐng)城。裝配熱電偶通常由感溫元件、保護管、接線(xiàn)盒及安裝固定裝置等主要部件組成。高爐熱風(fēng)爐熱電偶是一種專(zhuān)用的裝配熱電偶。
3，熱套式電偶
　　熱套式電偶主要用于測量蒸汽管道及鍋爐溫度。熱電偶采用熱套保護管與鎧裝熱電偶(均為絕緣型)可分離方式，使用時(shí)，用戶(hù)可將熱套焊接或機械固定在設備上，然后裝上電偶就可工作,它的優(yōu)點(diǎn)是提高了保護管的工作壓力和使用壽命，又便于電偶的維修或更換，目前這種結構形式被國外廣泛采用。熱套式電偶還包括煙道、風(fēng)道熱電偶、高溫高壓熱電偶、中溫中壓熱電偶、低溫低壓熱電偶。
(二)熱電偶的應用
　　熱電偶可選擇兩種方式:工作模式(選擇兩支熱電偶中的高選值進(jìn)行燃燒控制)維護模式(當任何一支熱電偶出現故障時(shí)，輸入信號自動(dòng)切換到另一支熱電偶)。在一般情況下，溫度控制器只使用其中一支熱電偶信號，而另一支熱電偶信號僅作監視用。熱電偶所測溫度作為溫度調節器的輸人信號，溫度調節器的輸出信號經(jīng)過(guò)處理作為空氣，煤氣調節器的設定值控制空氣、煤氣閥門(mén)開(kāi)度,最終實(shí)現對加熱溫度的控制。熱電偶測溫的準確可靠是熱工制度正確執行、熱軋產(chǎn)品質(zhì)量得以保證的重要前提。
　　熱電偶實(shí)際應用中具有實(shí)用性強的特點(diǎn)，在工業(yè)溫度測量中的作用受到了人們的充分肯定。但是在熱電偶的實(shí)際應用中，也發(fā)現了其存在的缺點(diǎn)和不足，通過(guò)熱電偶進(jìn)行測溫存在溫度上限，因此對測溫效果的正確率存在著(zhù)一定影響。對于這一問(wèn)題,需要通過(guò)對其它技術(shù)的和應用，來(lái)彌補熱電偶所產(chǎn)生的問(wèn)題。