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测温热电偶:原理及种类、FP93温控表选型、电炉炉膛

已有 11283 次阅读 2016-2-26 10:35 |个人分类:小技巧|系统分类:科研笔记

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1) 温度测量的各种方法:红外测温、热电偶

2) 温度控制的各种方法: 固态 继电器等

3)  加热的各种方法:电阻丝(钨丝)、偏压加热、电子束蒸发源、高温蒸发源



S型热电偶WRP测量范围及基本误差限
热电偶类别
代号
分度号
测量范围
基本误差限
镍铬-康铜
WRK
E
0-800℃
±0.75%t
镍铬-镍硅
WRN
K
0-1300℃
±0.75%t
铂铑13-铂
WRB
R
0-1600℃
±0.25%t
铂铑10-铂
WRP
S
0-1600℃
±0.25%t
铂铑30-铂铑6
WRR
B
0-1800℃
±0.25%t
注:t为感温元件实测温度值(℃)



摘录学习:

http://www.baike.com/wiki/K%E5%9E%8B%E7%83%AD%E7%94%B5%E5%81%B6


    K型热电偶作为一种温度传感器,K型热电偶通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度

    K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。

     K型热电偶是目前用量最大的廉金属热电偶,其用量为其他热电偶的总和。K型热电偶丝直径一般为1.2~4.0mm

   


正极(KP)的名义化学成分为:Ni:Cr=90:10,负极(KN)的名义化学成分为:Ni:Si=97:3,其使用温度为-200~1300℃。

K型热电偶具有线性度好,热电动势较大,灵敏度高,稳定性和均匀性较好,抗氧化性能强,价格便宜等优点,能用于氧化性惰性气氛中广泛为用户所采用。

K型热电偶不能直接在高温下用于硫,还原性或还原,氧化交替的气氛中和真空中,也不推荐用于弱氧化气氛.

   


①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。

②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。

③构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。

2根据温度测量范围及精度,选用相应分度号的热电偶

使用温度在1300~1800℃,要求精度又比较高时,一般选用B型热电偶;

要求精度不高,气氛又允许可用钨铼热电偶,高于1800℃一般选用钨铼热电偶;

使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶;

在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶,低于400℃一般用E型热电偶;

250℃下以及负温测量一般用T型电偶,在低温时T型热电偶稳定而且精度高。

测量范围及允许误差范围




热电偶类别
代号
分度号
测量范围
基本误差限
镍铬-康铜
WRK
E
0-800℃
±0.75%t
镍铬-镍硅
WRN
K
0-1300℃
±0.75%t

注:t为感温元件实测温度值(℃)电场强度越高,因而接触电势也就越大。这样将1产生的温差热电势通过连接导线2在显示仪表3中显示出来。



S型热电偶


   S型(铂铑)热电偶系列为贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm,允许偏差-0.015mm,其正极(RP)的名义化学成分为铂铑合金,其中含铑为10%,含铂为90%,负极(RN)为纯铂,长期最高使用温度为1300℃,短期最高使用温度为1600℃。


中文名S型(铂铑)热电偶 偶丝直径0.5mm 允许偏差-0.015mm 精度等级I 、 II 保护管材料刚玉管 公称压力常压 防护等级IP65 温度范围0-1600°C 分度号S 规    格Φ16mmX1200mm 热响应时间< 150S



S型(铂铑热电偶)系列在热电偶系列中具有准确度最高,稳定性最好,测温温区宽,使用寿命长等优点。其物理,化学性能良好,热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好,适用于氧化性和惰性气氛中。



热电偶的安装地点要便于施工和维护。应避免在炉门旁,或距加热体过近及强磁场处,接线盒处温度不超过100℃ 。安装位置 注:t为感温元件实测温度值(℃)应尽可能保持垂直,但在有流速时必须顷斜安装。接线盒出孔应向下方。
带瓷保护管的热电偶必须避免急冷急热,以防爆裂,在安装时应选择不妨碍被加热物体移动的地方。瓷护管不可测量液体温度。
热电偶应按规定接线,引线避开热源,在接线时补偿导线的极性不可接反。要经常检查护护管的状况,发现氧化或变形应立即采取措施。要定期进行校




PT100铂电阻

http://baike.baidu.com/link?url=GiWpzLJ_sdwGLCM2WcLmd7Ey35wVfCFfN7ubG6-c_9v8KMhyeSoD5EaJw9bI0aqL5AzMwsIBAJ5bjy8sizcO7a

PT100铂热电阻,简称为:PT100铂电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆,在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。

pt100铂热电阻,简称为:PT100铂电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆,在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理:当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆,它的的阻值会随着温度上升它的阻值是成匀速增长(编辑前为“涨”)的。[1]  



薄膜铂电阻

编辑

薄膜铂电阻:用真空沉积的薄膜技术把铂溅射陶瓷基片上,膜厚在2微米以内,用玻璃烧结料把Ni(或Pd)引线固定,经激光调阻制成薄膜元件。



  一般在500度以下,你可以选择热电偶,也可以选择热电阻,超过500度一般就必须选择热电偶了 热电偶比较便宜点,精度没有热电阻高,当测量精度要求比较高时,就得选择热电阻了.
     
PT100铂热电阻通常和显示仪表、记录仪表、电子计算机等配套使用。直接测量各种生产过程中的-200℃—+500℃范围内液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。
    热电偶多用于金属表面温度测量、加热容器内部温度测量、工业生产过程中测量温度参数。


钨铼热电偶


http://baike.baidu.com/link?url=BrgIjtgn98R_jQgU0DOjb3pmD3paFtwS089yVFD5GRgUzKGE9rbn6qo2Jb58_85mEBNACYB7ROFfe1UGYwRqda

     钨铼热电偶是1931年由Goedecke(戈徳克)首先研制出来的,在60至70年代得以发展的最成功的难熔金属热电偶。

    钨铼热电偶的特点是:热电极丝熔点高(3300℃),蒸气压低,极易氧化;在非氧化性气氛中化学稳定性好。电动势大,灵敏度高,最主要还是价格便宜。

      钨铼热电偶分度号有W/(W-26Re),(W-3Re)/(W-25Re),(W-5Re)/(W-26Re)和(W-5Re)/(W-20Re)等。长期使用温度为2000~2400℃,短期使用最高可达3000℃。

   

钨铼热电偶的温度允差
使用温度1300~1700℃ 允差0.5%∣t∣
0~2300℃ 允差1%∣t


    钨铼热电偶的使用。测量1600℃以上的温度,多采用非接触法,但是,该种方法的误差较大,如用接触法则能准确地测出真实温度。在高温热电偶中,贵金属热电偶价格昂贵且最高温度也只能在1800℃以下,而钨铼热电偶不仅测温上限高,而且稳定性好,因此,钨铼热电偶在冶金、建材、航天、航空及核能等行业都得到广泛应用。我国的钨资源丰富,钨铼热电偶价格便宜,可以部分取代贵金属热电偶,它是高温测试领域中很有前途的测温材料。
使用温度。它的最高使用温度可达到2800℃,可是,在高于2300℃时,数据分散。因此,使用温度最好在2000℃左右。

     使用环境气氛。钨铼热电偶极易氧化,适于在惰性或干燥氢气中使用,或用致密的保护管使其与氧隔绝才能使用。不能用于含碳气氛(如在含碳氢化合物的气氛中使用,温度超过1000℃即受腐蚀)。钨或钨铼在含碳气氛中容易生成稳定的碳化物,以致降低其灵敏度并引起脆断,在有氢气存在的情况下,会加速碳化


钨铼热电偶的分类。 我国列入国家标准的钨铼热电偶有两种:


1、钨铼5-钨铼26,它的正极名义成分为含钨95%、铼5%,负极名义成分为含钨74%、铼26%。分度号为WRe5-WRe26,简写:W-Re5/26。
2、钨铼3-钨铼25,它的正极名义成分为含钨97%、铼3%,负极名义成分为含钨75%、铼25%。分度号为WRe3-WRe25,简写:W-Re3/25。




FP93温控表选型




电炉炉膛



1200度实验电炉马弗炉的详细信息
  • 品牌/型号:天创/TC-12X



1200度实验电炉马弗炉1200ºC实验电炉马弗炉
炉膛材料采用陶瓷纤维制成,热容小,升温快(30分钟可达到设定温度),周期短,节约能源(节能效果是普通老式电炉的80 ?以上),使用智能数显可编程温控表,可编制多段升、保、降温曲线,全自动升温、保温、降温和超温保护,程序运行结束自动停止,无须值守。发热元件使用高温电阻丝采用浅埋的方式置于炉壁而形成发热板,使用方便、安全,温控精度±1ºC



【炉膛选用材料】炉膛材料必须经久耐用,耐高温,一般选择的是耐火水泥制作的砌体、碳化硅耐火制品、莫来石或多晶莫来石(是一系列由铝硅酸盐组成的矿物统称,莫来石是Al2O3SiO2系中唯一稳定的二元化合物)等。
【炉膛】是由炉墙包围起来供燃料燃烧的立体空间。炉膛的作用是保证燃料尽可能地燃烧,并使炉膛出口烟气温度冷却到对流受热面安全工作允许的温度。为此,炉膛应有足够的空间,并布置足够的受热面。此外,应有合理的形状和尺寸,以便于和燃烧器配合,组织炉内空气动力场,使火焰不贴壁、不冲墙、充满度高,壁面热负荷均匀。



http://wenku.baidu.com/view/8c5261afd1f34693daef3ec7.html?re=view

    大部分电阻炉是间接加热电阻炉,其中装有专门用来实现电热转变的电阻体称为电热体,由它把热能传给炉中物料(图1 间接加热电阻炉)。这种电炉炉壳用钢板制成,炉膛砌衬耐火材料,内放物料。

    最常用的电热体是铁铬铝电热体、镍铬电热体、碳化硅棒和二硅化钼棒。根据需要,炉内气氛可以是普通气氛、保护气氛或真空。一般电源电压220伏或380伏,必要时配置可调节电压的中间变压器。

    小型炉(<10千瓦)单相供电,大型炉三相供电。对于品种单一、批料量大的物料,宜采用连续式炉加热。炉温低于700□的电阻炉。



采用双层壳体结构,并带有风冷系统


电阻炉的工作原理:

http://www.testmart.cn/Home/News/data_detail/id/7432.html


电阻炉是以电流通过导体所产生的焦耳热为热源的电炉

电阻炉以电为热源,通过电热元件将电能转化为热能,在炉内对金属进行加热。电阻炉和火焰比,热效率高,可达50-80℅,热工制度容易控制,劳动条件好,炉体寿命长,适用于要求较严的工件的加热,但耗电费用高。

按传热方式,电阻炉分为辐射式电阻炉和对流式电阻炉。辐射式电阻炉以辐射传热为主,对流传热作用较小;对流式电阻炉以对流传热为主,通常称为空气循环电阻炉,靠热空气进行加热,炉温多低于650℃。


按电热产生方式,电阻炉分为直接加热和间接加热两种。

在直接加热电阻炉中,电流直接通过物料,因电热功率集中在物料本身,所以物料加热很快,适用于要求快速加热的工艺,例如锻造坯料的加热。这种电阻炉可以把物料加热到很高的温度,例如碳素材料石墨化电炉,能把物料加热到超过2500□。直接加热电阻炉可作成真空电阻加热炉或通保护气体电阻加热炉,在粉末冶金中,常用于烧结钨、钽、铌等制品。

采用这种炉子加热时应注意:①为使物料加热均匀,要求物料各部位的导电截面和电导率一致;②由于物料自身电阻相当小,为达到所需的电热功率,工作电流相当大,因此送电电极和物料接触要好,以免起电弧烧损物料,而且送电母线的电阻要小,以减少电路损失;③在供交流电时,要合理配置短网,以免感抗过大而使功率因数过低。


大部分电阻炉是间接加热电阻炉,其中装有专门用来实现电-热转变的电阻体称为电热体,由它把热能传给炉中物料。这种电炉炉壳用钢板制成,炉膛砌衬耐火材料,内放物料。最常用的电热体是铁铬铝电热体、镍铬电热体、碳化硅棒和二硅化钼棒。根据需要,炉内气氛可以是普通气氛、保护气氛或真空。一般电源电压220伏或380伏,必要时配置可调节电压的中间变压器。小型炉(<10千瓦)单相供电,大型炉三相供电。对于品种单一、批料量大的物料,宜采用连续式炉加热。炉温低于700□的电阻炉多数装置鼓风机,以强化炉内传热,保证均匀加热。用于熔化易熔金属(铅、铅铋合金、铝和镁及其合金等)的电阻炉,可做成坩埚炉;或做成有熔池的反射炉,在炉顶上装设电热体




实验室电炉


http://baike.baidu.com/link?url=7FZFI49nQ2QJkHWBBYVd7hv2sV0e4PIS5TxRoB1GjWNfDZBtGkU9LLuUWX-x2cbV0lMiDde6AplrUGYHIPdu95qaPA3UL_3ype4iiF4c2M_yYLnVzWqwmn4dvIaPX98C


   实验室电炉系周期作业式节能型电炉,升温快,空耗小,炉温均匀性好,供实验室,工 矿企业作金属元素分析测定和一般金属热处理用。


特点编辑

1,碳化硅内炉衬,全纤维保温层。
2,炉膛材料采用陶瓷纤维制成,热容小,升温快(30分钟可达到设定温度),周期短,节约能源(节能效果是普通老式电炉的80 ٪以上)。
3,使用智能数显可编程温控表(如下图),可编制多段升、保、降温曲线,全自动升温、保温、降温和超温保护,程序运行结束自动停止,无须值守。
4,发热元件使用高温电阻丝采用浅埋的方式置于炉壁而形成发热板,使用方便、安全
5,可配置可编程序控温仪表,另可配置RS485接口,实现对电炉的远程控制和数据采集。或配置圆图调节记录仪对热处理过程作跟踪记录。                                                                                                      
实验室电炉技术参数编辑
电炉型号
使用温度
炉膛尺寸mm
功率W
电压V
SX3-2-10
1000
200X120X80
2500
220
SX3-4-10
1000
300X200X120
4000
220
SX3-6-10
1000
400X250X160
6000
380
SX3-10-10
1000
500X300X200
10000
380
实验室电炉工作原理编辑
     实验室电阻炉是以电流通过导体所产生的焦耳热为热源的电炉。
实验室电阻炉以电为热源,通过电热元件将电能转化为热能,在炉内对金属进行加热。电阻炉和火焰比,热效率高,可达50-80℅,热工制度容易控制,劳动条件好,炉体寿命长,适用于要求较严的工件的加热,但耗电费用高。
     按传热方式,电阻炉分为辐射式电阻炉和对流式电阻炉。辐射式电阻炉以辐射传热为主,对流传热作用较小;对流式电阻炉以对流传热为主,通常称为空气循环电阻炉,靠热空气进行加热,炉温多低于650℃。
按电热产生方式,电阻炉分为直接加热和间接加热两种。
      在直接加热实验室电阻炉中,电流直接通过物料,因电热功率集中在物料本身,所以物料加热很快,适用于要求快速加热的工艺,例如锻造坯料的加热。这种电阻炉可以把物料加热到很高的温度,例如碳素材料石墨化电炉,能把物料加热到超过2500□。直接加热电阻炉可作成真空电阻加热炉或通保护气体电阻加热炉,在粉末冶金中,常用于烧结钨、钽、铌等制品。

采用这种炉子加热时应注意:①为使物料加热均匀,要求物料各部位的导电截面和电导率一致;②由于物料自身电阻相当小,为达到所需的电热功率,工作电流相当大,因此送电电极和物料接触要好,以免起电弧烧损物料,而且送电母线的电阻要小,以减少电路损失;③在供交流电时,要合理配置短网,以免感抗过大而使功率因数过低。


    大部分电阻炉是间接加热电阻炉,其中装有专门用来实现电-热转变的电阻体,称为电热体,由它把热能传给炉中物料。这种电炉炉壳用钢板制成,炉膛砌衬耐火材料,内放物料。

   最常用的电热体是铁铬铝电热体、镍铬电热体、碳化硅棒和二硅化钼棒。根据需要,炉内气氛可以是普通气氛、保护气氛或真空。一般电源电压220伏或380伏,必要时配置可调节电压的中间变压器。

    小型炉(<10千瓦)单相供电,大型炉三相供电。对于品种单一、批料量大的物料,宜采用连续式炉加热。炉温低于700□的电阻炉,多数装置鼓风机,以强化炉内传热,保证均匀加热。用于熔化易熔金属(铅、铅铋合金、铝和镁及其合金等)的电阻炉,可做成坩埚炉;或做成有熔池的反射炉,在炉顶上装设电热体。

实验室电炉故障维修编辑

      加热体长期工作会出现变软、膨胀、下坠、先倒伏搭接、后熔断(融)等现象。为使炉丝在高温下具有一定的强度,防止软化、倒塌或下垂,首先要设计好炉丝的结构尺寸,如螺旋形电阻丝,要注意合金元件直径、螺距和螺旋中径等。加热体安装要紧靠炉衬,在搁砖上要放平,适当留有其膨胀空间。小钩位置要合适,一般 400~600mm一个,并能牢固钩住防止趴下。此外,为防止炉丝间接触,要垫隔离片。可用95瓷等耐高温材料做成的薄片隔离电阻丝,防止搭接。尤其炉膛搁砖层与层之间的转换处(在砌炉时,搁砖与前后端墙之间一般留50mm空隙,用于电阻丝的转弯和安装),要预先垫上瓷片,或炉丝套上瓷管(瓷管要顶到头)。


高温炉不能用硅藻土砖锯的薄片垫在炉丝中间,因硅藻土质砖耐热较差,只能用在900℃以下,在高温炉中易溶解变质。

    对出现倒伏趋势的炉丝,检查炉丝小钩是否发挥作用(架设电阻丝带的炉钩必须砌牢、压住、塞紧,不得松动),并可用气焊或喷灯烘烤炉丝等使其变软,再恢复其原有形状和尺寸,以及在炉丝中穿套瓷管(瓷管中可穿芯棒)等。如果同时使用两根瓷管,瓷管端头必须紧靠。


       加热体对一般断头可直接焊补,对于倒塌严重,不能整直的,局部过烧部分损坏严重的,一般可采用换补一段的方法,不必因其中局部不合格就整套报废,要注意用于补焊的电阻丝的材料、直径、螺距及长度等要符合原技术要求,新补的电阻丝不能有裂纹、锈蚀等缺陷,要疏密均匀。使用旧的电阻丝时,电阻丝不能有明显的粗细不均、氧化腐蚀、裂纹变形和老化变脆等现象。旧引出棒不能有严重的氧化和腐蚀现象。





















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