鎧裝熱電偶作為溫度測(cè)量傳感器，用以直接測(cè)量或控制各種生產(chǎn)過程中0-1800℃范圍內(nèi)的流體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面等的溫度。鎧狀熱電偶具有能彎曲、耐高壓、熱響應(yīng)時(shí)間快和堅(jiān)固耐用等許多優(yōu)點(diǎn)，它和工業(yè)用裝配式熱電偶一樣，作為測(cè)量溫度的傳感器，通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。
工作原理
電偶是用兩種不同成份的導(dǎo)體焊接在一起，兩端溫度不同時(shí)，在回路中就會(huì)有熱電勢(shì)產(chǎn)生，因此勢(shì)電偶是通過測(cè)量電勢(shì)從而測(cè)量溫度的一種感溫原件，它是一種變換器，它能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)再由顯示儀表顯示出來。
熱電偶測(cè)量溫度的基本原理是熱電效應(yīng)，將兩種不同成份的金屬導(dǎo)體首尾相連接成閉合回路，如兩接點(diǎn)的溫度不等，則在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，形成熱電流，這就是熱電效應(yīng)。熱電偶就是將兩種不同的金屬材料一端焊接而成，焊接的一端叫做測(cè)量端，未焊接的一端叫做參考端，參考端在使用時(shí)通常恒定在一定的溫度(如00C)當(dāng)對(duì)測(cè)量端加熱時(shí)，在接點(diǎn)處有熱電勢(shì)產(chǎn)生。如參考端溫度恒定，其熱電勢(shì)的大小和方向只與兩種金屬材料的特性和測(cè)量端的溫度有關(guān)，而與勢(shì)電偶的精細(xì)和長短無關(guān)。當(dāng)測(cè)量端的溫度改變后，勢(shì)電勢(shì)也隨之改變，并且溫度和熱電勢(shì)之間有一固定的函數(shù)關(guān)系，利用這個(gè)關(guān)系就可以測(cè)量溫度。
鎧裝熱偶電極是兩種不同成份的導(dǎo)體兩端經(jīng)焊接，形成回路，直接測(cè)溫端叫工作端，接線端子端叫冷端，也稱參比端。當(dāng)工作端和參比端存在溫差時(shí)，就會(huì)在回路中產(chǎn)生熱電流，接上顯示儀表，儀表上就會(huì)指示出熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)的對(duì)應(yīng)溫度值。鎧裝熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)將隨著測(cè)量端溫度升高而增長，熱電動(dòng)勢(shì)的大小只和熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān)，和熱電極的長度、直徑無關(guān)。鎧裝熱電偶的結(jié)構(gòu)原理是，是由導(dǎo)體、高絕緣氧化鎂、外套不銹鋼保護(hù)管，經(jīng)多次一體拉制而成。鎧裝熱電偶產(chǎn)品主要由接線盒、接線端子和鎧裝熱電偶組成基本結(jié)構(gòu)，并配以各種安裝固定裝置組成。
鎧裝熱電偶的特點(diǎn)
鎧裝熱電偶是由偶絲、絕緣材料和金屬保護(hù)套管三者組合加工而成。故其用料省、壽命長、機(jī)械性能好、耐振動(dòng)和沖擊，同時(shí)還可耐高壓。鎧裝熱電偶的外徑可以加工得很細(xì)，外徑***小可以做到0.25mm，長度可以很長，偶材長度可達(dá)百米以上，因此又稱為鎧裝熱電偶電纜。鎧裝熱電偶有很大的可撓性，其時(shí)間常數(shù)很小，鎧裝熱電偶的熱響應(yīng)時(shí)間為0.5~1s，***小可達(dá)毫秒數(shù)量級(jí)。
結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用場(chǎng)合
鎧裝熱電偶的測(cè)量端根據(jù)需要，可制成多種結(jié)構(gòu)形式。常見的有絕緣式、接殼式、露端式。
絕緣式，它是將熱電偶絲的測(cè)量端單獨(dú)焊接后，填以絕緣材料，再將金屬套管端部封死焊牢，即偶絲和金屬保護(hù)套管是相互絕緣的。它適用于較惡劣的氣氛，或安裝環(huán)境電磁干擾較大的場(chǎng)合，其耐高壓、壽命長，雖然制造困難，價(jià)格較高，但仍然得到廣泛的應(yīng)用，適合與數(shù)顯儀、無紙記錄儀等配套測(cè)溫。
接殼式，它是將熱電偶絲的測(cè)量端與金屬套管接觸并焊在一起，成為一個(gè)整體。適用于壓力高、溫度較高、氣氛較壞的場(chǎng)合。其反應(yīng)速度比絕緣式快，但又比露端式慢。其易受電磁干擾。
露端式，它是將熱電偶絲的測(cè)量端露在金屬護(hù)套外面。其反應(yīng)快速，制造簡單，測(cè)量端損壞時(shí)較易修復(fù)，但因氧化鎂外露易吸收潮氣，測(cè)量端外漏易受損，使用壽命沒有上述兩種結(jié)構(gòu)形式的長。它一般用于溫度不高，氣氛良好，對(duì)偶絲不產(chǎn)生侵蝕的干燥介質(zhì)。
鎧裝熱電偶絕緣電阻下降處理方法
鎧裝熱電偶的絕緣材料為電容氧化鎂，在正常情況下絕緣性能良好，如露端式和絕緣式，偶絲對(duì)金屬套管的絕緣電阻一般在500MΩ以上。如果受潮或保管不當(dāng)?shù)仍颍?strong style="box-sizing: border-box !important; padding-bottom: 0px; margin: 0px; padding-left: 0px; padding-right: 0px; max-width: 100%; word-wrap: break-word !important; padding-top: 0px">有的鎧裝熱電偶絕緣電阻會(huì)小于5MΩ，可把鎧裝熱電偶盤成圈、放入電烘箱中烘烤，數(shù)小時(shí)后其絕緣電阻都可上升，常能取得滿意的效果。
鎧裝熱電偶與顯示儀表的配用
鎧裝熱電偶不宜與動(dòng)圈表配用。因?yàn)殒z裝熱電偶內(nèi)阻較大，且內(nèi)阻隨測(cè)量端溫度、環(huán)境溫度、插入深度等不同而變化。如一支外徑為φ3mm、長度為4.2m、插入深度為4m的鎳鉻-鎳硅鎧裝熱電偶，經(jīng)實(shí)測(cè)在20℃時(shí)內(nèi)阻為16.82Ω、在100℃時(shí)內(nèi)阻達(dá)27.60Ω。顯然，鎧裝熱電偶的內(nèi)阻在20℃時(shí)就也超過了動(dòng)圈表規(guī)定外接電阻的數(shù)值。鎧裝熱電偶適合與數(shù)顯溫度表、無紙記錄儀等配用。由于該類儀表輸入阻抗高，所以不用外接電阻，因?yàn)橥饩€電阻的變化，比儀表的輸入阻抗小的多，以至可以忽略而不影響儀表的測(cè)量精度。
鎧裝熱電偶進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫時(shí)注意事項(xiàng)
合成塔、轉(zhuǎn)化爐、反應(yīng)器的溫度測(cè)量中，大多是多支熱電偶共用一根保護(hù)套管，如用鎧裝熱電偶時(shí)應(yīng)注意下述問題。
有的人用細(xì)鐵絲不同長度的幾支鎧裝熱電偶捆在一起，再插入保護(hù)管內(nèi)。***好不要捆綁鐵絲，這樣在生產(chǎn)中某支熱電偶損壞或?qū)ζ溆袘岩蓵r(shí)，可以很方便的將其抽出檢查、修理或校驗(yàn)，畢后又再插入使用。為保證每支熱電偶的插入尺寸合乎要求，可在鎧裝熱電偶未插入保護(hù)管的部分一起捆綁鐵絲。
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防水問題也很重要。多支鎧裝熱電偶插在一根保護(hù)管內(nèi)，防濺接線盒一般都的自制，因此應(yīng)采用一定措施，防止雨水等滲入保護(hù)管內(nèi)，否則熱電偶指示會(huì)不正常，嚴(yán)重時(shí)由于雨水滲入使熱電偶急劇驟冷而發(fā)生爆裂故障。
露端式鎧裝熱電偶因測(cè)量端外露，使用中易發(fā)生接地現(xiàn)象。特別是多支鎧裝熱電偶共用一根保護(hù)管，各支熱電偶插入深度不同，插入淺的熱電偶的測(cè)量端易碰著插入深的熱電偶金屬護(hù)套，出現(xiàn)接地現(xiàn)象，地電流的存在會(huì)對(duì)顯示儀表及控制系統(tǒng)造成共模干擾。因此安裝露端式鎧裝熱電偶時(shí)，應(yīng)檢查有無接地現(xiàn)象，以避免儀表受干擾。
接殼式鎧裝熱電偶由于測(cè)量端是“接地”的，當(dāng)兩支熱電偶同一極性相互接錯(cuò)時(shí)，仍有毫伏電勢(shì)輸出，而且數(shù)值與實(shí)際值較接近，它反映的是這兩點(diǎn)的平均溫度。這種假指示又很難發(fā)現(xiàn)。因此安裝中應(yīng)認(rèn)真檢查接線，以避免熱電偶相互間同極性有接錯(cuò)現(xiàn)象發(fā)生。
***高使用溫度與套管材料、外徑、被測(cè)介質(zhì)狀況、環(huán)境條件及熱電偶測(cè)量端結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。故在某些特定的測(cè)溫條件下，其使用溫度應(yīng)相應(yīng)降低。如鎳鉻-鎳硅熱電偶用GH3030的套管材料，當(dāng)外徑為φ0.25mm時(shí)，其***高溫度只能到250℃。
鎧裝熱電偶常見故障及處理
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