熱電偶是熱工監(jiān)測與測試的計量工具，發(fā)揮著重要的作用。在當(dāng)前的生產(chǎn)工藝流程中，檢測技術(shù)及其用具越來越重要，尤其在對各種產(chǎn)品與構(gòu)件進(jìn)行無損擦傷、測量與計量方面，陶瓷熱電偶作用功不可沒，對于提高質(zhì)量與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是不可或缺的。
一、簡單介紹一下熱電偶傳感器
熱電偶是一種感溫元件，是一種儀表。它直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號，通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系, 制成熱電偶分度表;;分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。 在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時，只要該材料兩個接點的溫度相同，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此，在熱電偶測溫時，可接入測量儀表，測得熱電動勢后，即可知道被測介質(zhì)的溫度。
熱電偶傳感器的工作原理：兩種不同成份的導(dǎo)體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成回路，當(dāng)兩個接合點的溫度不同時，在回路中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進(jìn)行溫度測量的，其中，直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端)，另一端叫做冷端(也稱為補(bǔ)償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。熱電偶實際上是一種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度，對于熱電偶的熱電勢，應(yīng)注意如下幾個問題： 1：熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶冷端與工作端，兩端溫度差的函數(shù); 2 ：熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢的大小，當(dāng)熱電偶的材料是均勻時，與熱電偶的長度和直徑無關(guān)，只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān); 3：當(dāng)熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后，熱電偶熱電勢的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān);若熱電偶冷端的溫度保持一定，這進(jìn)熱電偶的熱電勢***是工作端溫度的單值函數(shù)。將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，如圖所示。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢，因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。
二、熱電偶好壞的判斷方法
熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個恒定的溫度下。熱電偶在用過一段時間后，肯定會有磨損，甚至可能是損壞，一般熱電偶的好壞與它里面的熱電偶線(絲)有關(guān)，但怎樣去判斷偶線的好壞，就這問題簡單的探討一下。首先確定熱電偶線的外觀沒有問題，是好是壞，得通過檢測才能確定。
將待測熱電偶線穿上熱電偶專用的瓷套管，和標(biāo)準(zhǔn)鉑銠熱電偶一起放入管式電爐中，將熱端插入管式電爐中的一個多孔的均熱用的金屬鎳制成的圓柱體中。將各自的補(bǔ)償導(dǎo)線的冷端放入由冰水混合物保持的零攝氏度的容器中。
將管式電爐保持在該熱電偶的許用***高溫度，并穩(wěn)定保持這個范圍。這時候用經(jīng)過檢測合格的惠司登電位差計，測出標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和待測熱電偶產(chǎn)生的熱電勢差并記錄。
根據(jù)記錄的熱電勢差即可判斷熱電偶的好壞，查分度表查出各自對應(yīng)的溫度，如果待測熱電偶超差，可以判定為不合格。
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