热电偶的特点和用途
时间:2020-12-22 阅读:3133
热电偶温度传感器的热电极材料是指具有良好的热电特性和物理化学性能,按照一定要求配对用来制造热电偶正、负热电极的材料。 热电极材料的形状有棒、丝、片、膜等,但大多数均为丝状,故热电偶材 料常被称为热电偶丝,或简称偶丝。
从应用的角度考虑,可将热电偶的热电极材料分为两大类:标准热电极材料和非标准热电极材料。标准热电极材料是指巳经大量生 产和使用,制造工艺稳定,性能符合国家标准,并同时具有统一分度表的热电极材料;非标准热电极材料是指没有大量生产和使用,生产工艺尚不稳定,同时不具备制定统一分度表的热电极材料。目前已列人国家标准的热电极材料有表3-20中的前9种。表3-20中后3种专业标准(ZBN)正在制定中。
在理论上虽然任何两种导体(或半导体)材料都可以用来配制热电偶,但是作为实用的测温元件,热电极材料必须具,以下几项要求:
(1)热电极材料的热电动势应足够大,并且随温度呈单值函数变化,即E-T特性呈线性,以便使配制成的热电偶具有足够大的热电动势。另外,热电动势随温度变化的速率(塞贝克系数)要大,以保证热电偶的高灵敏度。
(2) 热电极材料的化学性能好,在测量温度范围内具有良好的抗 氧化性和抗环境介质的腐蚀性,以便热电偶能在其中正常工作。
(3) 热电极材料的物理性能好,在规定的使用温度范围内不产生明显的晶粒长大或蒸发现象,其热电特性不随时间变化。
(4) 热电极材料的熔点应足够高,以便配成的热电偶能在较宽的 温区内工作。通常热电偶的高使用温度比其熔点低50°C?150°C。
(5) 热电极材料的热电特性应具有良好的可重现性,以及工艺性和互换性,以便制定统一的分度表。
(6) 热电极材料应具有高的电导率和低的电阻温度系数以及小的热导率。用于原子反应堆中的热电偶,还希望材料具有较低的中子俘获截面积。
(7) 热电极材料应具有良好的可塑性和适当的机械强度,以便于偶丝的拉制。
热电偶温度传感器的保护管是热电偶温度计的重要组成部分,它是用来保护热电偶温度传感器的感温元件免受被测介质化学腐蚀和 机械损伤用的。因此它必须具有耐高温,耐腐蚀,气密性好以及导热 性好的特点。并且还要求具有足够的机械强度和一定的耐温度剧变的能力。因此,它在使用和安装中都起着重要作用。