Nguyên tắc và cấu trúc cặp nhiệt điện

Cặp nhiệt điện là một trong những yếu tố phát hiện nhiệt độ được sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp. Ưu điểm của nó là:

Độ chính xác đo cao. Bởi vì cặp nhiệt điện tiếp xúc trực tiếp với đối tượng được đo, nó không bị ảnh hưởng bởi môi trường trung gian.

Phạm vi đo rộng. Các cặp nhiệt thường được sử dụng thường có thể đo liên tục từ -50 ~ +1600 và một số cặp nhiệt đặc biệt có thể đo thấp như -269 độ (như vàng, sắt, niken và crom) và cao như +2800

Cấu trúc đơn giản và dễ sử dụng. Các cặp nhiệt thường bao gồm hai dây kim loại khác nhau, và không bị giới hạn bởi kích thước và mở. Có một tay áo bảo vệ bên ngoài, rất thuận tiện để sử dụng.

Khi sử dụng dây bù cặp nhiệt điện, bạn phải chú ý đến việc kết hợp các mô hình, độ phân cực không thể được kết nối không chính xác và nhiệt độ của đầu kết nối của dây bù và cặp nhiệt điện không thể vượt quá 100 độ.

Ví dụ: cặp nhiệt điện loại s) Platinum rhodium 10- cặp nhiệt bạch kim

Platinum rhodium {{0}} cặp nhiệt bạch kim (cặp nhiệt điện loại S) là một cặp nhiệt điện kim loại quý. Đường kính dây được chỉ định là 0,5mm, với độ lệch cho phép của -0. 02mm. Thành phần hóa học danh nghĩa của điện cực dương (SP) là hợp kim bạch kim-rhodium, chứa 10% rhodium và 90% bạch kim. Điện cực âm (SN) là bạch kim nguyên chất, do đó nó thường được gọi là một cặp nhiệt điện bạch kim-rhodium duy nhất. Nhiệt độ hoạt động tối đa dài hạn của cặp nhiệt điện này là 1300 độ và nhiệt độ hoạt động tối đa ngắn hạn là 1600 độ.

Đoàn nhiệt loại S có ưu điểm của độ chính xác cao nhất, độ ổn định tốt nhất, phạm vi đo nhiệt độ rộng và tuổi thọ dài trong chuỗi cặp nhiệt điện. Nó có tính chất vật lý và hóa học tốt, độ ổn định tiềm năng nhiệt điện tốt và khả năng chống oxy hóa tốt ở nhiệt độ cao, và phù hợp để oxy hóa và khí quyển trơ. Bởi vì cặp nhiệt điện loại S có hiệu suất toàn diện tuyệt vời và phù hợp với thang đo nhiệt độ quốc tế, nó đã được sử dụng từ lâu như một công cụ nội suy cho thang đo nhiệt độ quốc tế. Mặc dù "-90" của nó quy định rằng nó sẽ không còn được sử dụng làm công cụ kiểm tra nội bộ cho thang đo nhiệt độ quốc tế trong tương lai, Ủy ban Tư vấn Nhiệt độ Quốc tế (CCT) tin rằng cặp nhiệt điện loại S vẫn có thể được sử dụng để đạt được thang đo nhiệt độ quốc tế.

1. Nguyên tắc cơ bản của phép đo nhiệt độ cặp nhiệt điện

Mối hàn hai dây dẫn hoặc chất bán dẫn A và B làm bằng các vật liệu khác nhau để tạo thành một vòng kín. Khi có chênh lệch nhiệt độ giữa hai điểm đính kèm 1 và 2 của dây dẫn A và B, một lực điện động được tạo ra giữa hai điểm, do đó tạo thành một dòng có kích thước nhất định trong vòng lặp. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng nhiệt điện. Cặp nhiệt điện làm việc bằng cách sử dụng hiệu ứng này.

2. Các loại và sự hình thành cấu trúc của cặp nhiệt điện

(1) Các loại cặp nhiệt điện

Các cặp nhiệt điện phổ biến có thể được chia thành hai loại: cặp nhiệt điện tiêu chuẩn và cặp nhiệt điện không chuẩn. Đoàn nhiệt tiêu chuẩn đề cập đến một cặp nhiệt điện có tiêu chuẩn quốc gia quy định mối quan hệ giữa điện thế nhiệt điện và nhiệt độ của nó, lỗi cho phép và có thang đo tiêu chuẩn thống nhất. Nó có một thiết bị hiển thị phù hợp để lựa chọn. Các cặp nhiệt điện không chuẩn là kém hơn so với các cặp nhiệt điện được tiêu chuẩn hóa theo phạm vi sử dụng hoặc thứ tự độ lớn và thường không có thang đo thống nhất. Chúng chủ yếu được sử dụng cho các phép đo trong một số dịp đặc biệt. Cặp nhiệt điện được tiêu chuẩn hóa

Kể từ ngày 1 tháng 1 năm 1988, tất cả các cặp nhiệt điện và điện trở nhiệt ở nước tôi đã được sản xuất theo tiêu chuẩn quốc tế của IEC và bảy cặp nhiệt điện được tiêu chuẩn hóa, S, B, E, K, R, J và T (tức là số tốt nghiệp), đã được chỉ định là cặp nhiệt điện thiết kế hợp nhất của nước tôi.

(2) Cấu trúc cặp nhiệt điện để đảm bảo rằng cặp nhiệt điện hoạt động đáng tin cậy và ổn định, các yêu cầu cấu trúc cho nó như sau:

Hàn của hai cặp nhiệt điện tạo nên cặp nhiệt điện phải chắc chắn;

Hai cặp nhiệt điện phải được cách nhiệt với nhau để ngăn chặn các mạch ngắn;

Kết nối giữa dây bù và đầu tự do của cặp nhiệt điện phải thuận tiện và đáng tin cậy;

Tay áo bảo vệ nên đảm bảo rằng cặp nhiệt điện được phân lập hoàn toàn từ môi trường có hại.

3. Bồi thường nhiệt độ của đầu lạnh của cặp nhiệt điện

Vì các vật liệu của cặp nhiệt điện thường đắt tiền (đặc biệt là khi sử dụng kim loại quý) và khoảng cách giữa điểm đo nhiệt độ và dụng cụ rất xa, để tiết kiệm vật liệu cặp nhiệt điện và giảm chi phí, một dây bù thường được sử dụng để mở rộng đầu lạnh (đầu tự do) của thiết bị nhiệt vào phòng điều khiển. Phải chỉ ra rằng vai trò của dây bù cặp nhiệt điện chỉ là mở rộng điện cực nóng, do đó, đầu lạnh của cặp nhiệt điện di chuyển đến thiết bị đầu cuối dụng cụ trong phòng điều khiển. Nó không thể loại bỏ ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ cuối lạnh đối với phép đo nhiệt độ và không đóng vai trò bồi thường. Do đó, các phương pháp hiệu chỉnh khác được yêu cầu để bù cho ảnh hưởng của nhiệt độ cuối lạnh t {{0}} ≠ 0 độ trên phép đo nhiệt độ.