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輕松弄懂高溫鉑銠熱電偶測量專業知識

閱讀：127發布時間：2022-10-13

鉑銠熱電偶又稱高溫貴金屬熱電偶，是一種用于高溫測量的溫度傳感器。的鉑銠熱電偶有鉑銠10-鉑、鉑銠13-鉑和鉑銠30-鉑銠6三種類型，它們作為溫度測量傳感器，通常與溫度變送器、調節器及顯示儀表等配套使用，組成過程控制系統，用以直接測量或控制各種生產過程中0-1700℃范圍內的流體、蒸汽和氣體介質以及固體表面等溫度。
1、鉑銠熱電偶工作原理
在國家標準JJG141-2013《工作用貴金屬熱電偶檢定規程》中這樣闡述鉑銠熱電偶工作原理：鉑銠熱電偶是由兩種不同的貴金屬導體基于塞貝克效應制成的熱電偶溫度計。兩種不同的貴金屬導體稱為熱電偶的兩個電極，通常兩個電極的一端焊接在一起形成一個接點，測溫時放置于被測溫場中，另一端測溫時要求放于某一恒定溫場中。故焊接端稱為測量端，另一端稱為參考端。
2、鉑銠熱電偶分度號精度等級
鉑銠熱電偶按照成分不同分為以下幾類：
①鉑銠10-鉑熱電偶：分度號為S；可長期測量1300℃溫度，短期可測量1600℃溫度，保護管通常為高鋁管或剛玉管；S型熱電偶按使用要求和熱電特性分為Ⅰ級和Ⅱ級。
②鉑銠13-鉑熱電偶：分度號為R；可長期測量1300℃溫度，短期可測量1600℃溫度保護管通常為高鋁管或剛玉管；；R型熱電偶按使用要求和熱電特性分為Ⅰ級和Ⅱ級。
③鉑銠30-鉑銠6熱電偶：分度號為B，也被稱為雙鉑銠熱電偶；可長期測量1600℃溫度，短期可測量1800℃溫度；B型熱電偶按使用要求和熱電特性分為Ⅱ級和Ⅲ級。
3、鉑銠熱電偶允許誤差
鉑銠熱電偶允許誤差在JJG141-2013中是這樣規定的：
工業生產過程中使用最多的是Ⅱ級的S型熱電偶(允許誤差=±[1+0.003×(測量端溫度-1100)和Ⅱ級的B型熱電偶(允許誤差=±0.25%×測量端溫度)。
4、鉑銠熱電偶檢定溫度點及對應熱電動勢允許誤差
按GB/T16701-2010《貴金屬廉金屬熱電偶偶絲熱電動勢測量方法》中的5.2的規定，在計量檢定過程中鉑銠熱電偶檢定點溫度點及對應熱電動勢允許誤差應符合以下規定：
新制或使用過的鉑銠熱電偶在上述溫度點進行計量檢定時，如果不符合上述規定，則鉑銠熱電偶已經超差，不能再使用了。
5、鉑銠熱電偶補償導線選用
鉑銠30-鉑銠6熱電偶不使用熱電偶補償導線，通常用2×1.5mm2多芯銅導線連接熱電偶和顯示儀表；鉑銠10-鉑熱電偶必須選用專用熱電偶補償導線，一般有SC2×1.5mm2普通補償導線、屏蔽補償導線和耐高溫補償導線供用戶選擇。
6、鉑銠熱電偶保護管材質
用作鉑銠熱電偶保護管的材料通常有高鋁管、剛玉管和耐高溫合金材料。
①高鋁管用于S型熱電偶和R型熱電偶做保護管，通常使用溫度≤1300℃工況中，其致密程度和耐溫均不及剛玉管。
②高鋁管用于B型熱電偶做保護管，也可以用于用于S型熱電偶和R型熱電偶做保護管。剛玉管的長期使用溫度1600℃，短期使用溫度1800℃，荷重軟化點1900℃，使用極限溫度1950℃。用戶在選用剛玉管時應挑選燒成溫度高和致密性好的99剛玉管。
對于剛玉管和高鋁管的選用，有如下建議供用戶參考：
①剛玉管耐溫和致密性優于高鋁管，如果鉑銠熱電偶使用溫度超過1300攝氏度或熱電偶周圍存在腐蝕性氣氛，建議都采用剛玉管做鉑銠熱電偶保護管。
②因價格競爭影響，市場上流通使用的剛玉管并非都是99剛玉，魚目混雜產品很多。
簡單鑒別優質剛玉管的方法：將一滴墨水滴在剛玉管表面，如墨水不滲開且墨跡邊緣界線清晰，用清水沖洗后未留有明顯痕跡，則表明剛玉管燒成良好且吸水率低和致密度高，適合用作鉑銠熱電偶保護管。反之不宜選用。
③一些特殊用途的鉑銠熱電偶也采用高溫合金材料做熱電偶保護管，在此必須提醒用戶，不能直接將鉑銠熱電偶偶絲直接插入高溫合金材料保護管中！在高溫下合金材料會擴散到偶絲上導致鉑銠絲材污染脆斷和改變其熱電勢值，使鉑銠熱電偶壽命縮短。
④驟冷驟熱會導致剛玉熱電偶管或高鋁管破裂或斷裂，以剛玉和高鋁管作為保護管的鉑銠熱電偶使用時必須預熱后才能逐漸插入高溫爐內。
7、鉑銠熱電偶偶絲直徑及價格
市場上的鉑銠熱電偶價格總讓用戶困惑：為什么同規格型號和長度的鉑銠熱電偶價格差別會這么大？鉑銠熱電偶偶絲都是稀有金屬制成，比金價還高，鉑銠熱電偶價格實際是由鉑銠偶絲總量決定的。
JJG141-2013標準中規定鉑銠熱電偶偶絲直徑為φ0.5mm，允許偏差-0.015mm，實際都是按下限0.485mm制作。因熱電偶偶絲直徑粗細不影響測溫，所以有熱電偶廠家將熱電偶偶絲直徑制成0.3mm甚至更細，這樣相同長度的偶絲重量就降下來了，鉑銠熱電偶價格自然就便宜。降低熱電偶偶絲直徑是由很多危害的：直接縮短鉑銠熱電偶使用壽命，長時間使用中間接增加鉑銠熱電偶使用更換成本。
8、鉑銠熱電偶選型
鉑銠熱電偶可按照裝配式熱電偶和鎧裝熱電偶結構形式來生產，主要根據測溫環境，測溫范圍，封裝要求，精確度計量，使用壽命，節約成本來考慮選型。

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