熱電偶是一種能量轉換器,將熱能轉換為電能,是一款經濟性非常好的產品。用所產生的熱電勢測量溫度,測量0~1800℃中的液體、氣體介質及固體表面溫度。
熱電偶結構簡單、測量范圍寬、使用方便、測溫準確可靠,信號便于遠傳、自動記錄和集中控制,因而在工業生產中應用極為普遍。熱電偶溫度計由三部分組成:熱電偶(感溫元件);測量儀表(動圈儀表或電位差計);連接熱電偶和測量儀表的導線(補償導線)。熱電偶是工業上常用的一種測溫元件。

熱電偶由兩種不同材料的導體A和B焊接而成。焊接的一端插入被測介質中,感受到被測溫度,稱為熱電偶的工作端或熱端,另一端與導線連接,稱為冷端或自由端(參比端)。導體A、B稱為熱電極。熱電偶直接測量溫度,將溫度信號轉換成熱電勢信號,通過電測儀表將溫度信號轉換成熱電勢信號,再轉換成被測介質的溫度信號。為了提高測量精度,減少測量誤差,延長使用壽命,用戶不僅要有儀器操作技能,還要有物理、化學和材料知識對于熱電偶的熱電勢,應注意如下幾個問題:
1、熱電偶所產生的熱電勢的大小,當熱電偶的材料是均勻時,與熱電偶的長度和直徑無關,只與熱電偶材料的成分和兩端的溫差有關。從實際測溫環境出發,科學選擇熱電偶類型和保護層材質;
2、合理選用冷端補償器,熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數的差,而不是熱電偶冷端與工作端,兩端溫度差的函數;
3、當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成分確定后,熱電偶熱電勢的大小,只與熱電偶的溫度差有關;若熱電偶冷端的溫度保持一定,這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數。將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來,構成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現象稱為熱電效應,熱電偶就是利用這一效應來工作的。
4、熱電偶的讀數,必須與所用溫度測量和控制儀器所需的熱電偶一致。使用環境要均衡,避免忽冷忽熱損傷防瓷骨保護管。設有保護裝置的熱電偶必須帶保護裝置進行作業。
5、合理選擇熱電偶外殼的材料和直徑,以保證足夠的強度并適應被測環境氣體。外殼表面應保持清潔。如果表面被污染,熱阻將增加,測量的溫度將低于實際溫度。保護裝置要及時保養維護,發現變薄、開焊、腐蝕等情況立即更換。
6、熱電偶應盡可能安裝在遠離強磁場環境的位置,以避免大功率電源線,避免將額外的干擾信號引入溫度計。插入深度經確定不要隨意更改,與被測物質接觸距離在10cm以內,保證插入部位為中央部位。
7、熱電偶不能在高允許溫度下長時間工作,否則會引起熱電偶材料的變化,增加測量誤差,損壞熱電偶。為了降低熱電偶在低溫下的熱慣性,可以使用底部沖擊熱電偶或露頭熱電偶。
8、定期檢查電極和外殼是否完好。如果發現導管局部直徑變細或表面腐蝕,應立即停止,并更換新的熱電偶。熱電偶損壞后,可將損壞端取出,或將測量端調整到基準端,重新焊接,經鑒定后可繼續使用。特別注意保護補償導線,防刮傷、折斷和電磁干擾等。
熱電偶的使用主要基于現場環境的要求。操作不當可能導致溫差或熱電偶損壞。在具體使用中,需要與生產商進行詳細溝通,了解熱電偶的性能和特點,確保正常使用。