消耗式快速微型熱電偶的應用

摘要:詳細介紹了消耗式快速微型熱電偶的構造特點技術參數(shù)和使用方法。
　　消耗式快速微型熱電偶作為一次性使用的快速熱電偶,常用于鋼鐵冶煉、冶金鑄造行業(yè)金屬液體的溫度測量,在機車車輛工業(yè)中應用也很廣.泛,目前使用的主要類型有鉑銠10-鉑、鉑銠13-鉑、鉑銠30-鉑銠6.鎢錸3-鎢錸25等。
1構造及特點
　　消耗式快速微型熱電偶的工作原理與普通熱電偶的相同,都是利用兩種不同的金屬導體組合成一閉合回路來測量溫度的,其主要特點有:熱電偶元件小響應速度快準確度高,且每次使用后都要進行更換,因此無需定期進行檢定、維修和保養(yǎng),同時由于紙管不吸熱,因而可以測得真實溫度。消耗式快速微型熱電偶的主要結構如圖1所示,各部分用途為:
 
(1)外保護管(俗稱渣帽):用于保護U形石英管順利穿過金屬熔液渣層進入金屬熔液層面,此時外保護管熔化,石英管露出。如沒有外保護管通過金屬熔液渣層時,石英管會粘結金屬熔解渣物,影響溫度測量的準確性。應根據(jù)被測金屬液體的溫度選用不同的外保護管。
(2)熱電極:制作熱電偶的材料,一-般采用01mm的金屬絲制成。
(3)外紙管:用于隔熱和絕緣。
(4)高溫水泥:既用來密封、隔熱和絕緣又起到支撐U形石英管和外保護管的作用。
(5)補償導線:作為熱電極的延長線和熱電偶參考端間的溫度補償。
(6)U形石英管:用來保護熱電偶的熱電極在穿過金屬熔液渣層時不被損壞。
2使用與保管
　　使用時,將消耗式快速微型熱電偶測溫槍、穿過測溫槍的補償導線、快速測溫儀表等組成一-個閉合回路,并在測溫槍.上套上絕熱紙管放入待測的金屬熔液中進行測量。應根據(jù)測量的對象和范圍,選擇適當?shù)谋Ｗo紙管長度及測溫槍。首先選好插入的位置及深度整個動作要快、穩(wěn),按一定角度直線插入。消耗式快速微型熱電偶浸入金屬熔液的時間為3~5s,整個測量過程不應超過5s,時間過長會損壞測溫槍,測量位置應盡可能地固定。熱電偶插入金屬溶液的深度以300~400mm為宜,測量時不可碰到爐壁或渣子上。消耗式快速微型熱電偶的存放應保持干燥,防止受潮變形,引起絕緣電阻阻值下降，還應避免劇烈震動,造成熱電極斷路。使用前應盡可能地進行烘干處理,以免在使用中發(fā)生意外。測溫槍從爐內提出后,取下使用過的熱電偶,并裝上新的,應停頓幾分鐘后才能進行下次測量。不得連測連拆,否則會造成溫差波動。
3使用上限及技術要求
　　目前使用的主要有兩類消耗式快速微型熱電偶,即鉑銠系列和鎢錸系列，技術參數(shù)如表1所示。由于我國生產消耗式快速微型熱電偶的企業(yè)眾多,，沒有統(tǒng)一的國家標準,大多數(shù)生產企業(yè)仍按原機械行業(yè)標準和黑色冶金行業(yè)標準生產。黑色冶金行業(yè)標準悄耗式快速測量金屬熔體溫度用熱電偶規(guī)定:消耗式快速微型熱電偶分為普通級(P)和精密級(J)。
 
4使用前的產品檢驗
　　消耗式快速微型熱電偶的檢驗分為生產產家的出廠檢驗、型式檢驗和入庫檢驗。出廠檢驗是廠家按照有關行業(yè)標準進行逐批、逐次檢驗。入庫檢驗則是用戶有選擇地對生產中產品質量有影響的項目進行檢驗,檢驗項目主要有:回路電阻、絕緣電阻、快速熱電偶的熱響應時間等。絕緣電阻的檢驗包含熱電極與渣帽、熱電極與高溫水泥、熱電極與紙管三個部分。
5如何減小高頻強電磁場下的測量誤差
　　在許多場合下電磁場是影響測量準確度的重要因素。如何屏蔽和濾除電磁干擾已有較成熟的理論和經驗,但對于那些必須在強電磁場下進行的溫度測量(如在高頻感應加熱爐內的溫度測量)而言,單靠濾波和屏蔽仍無法達到滿意的效果。
　　消耗式快速微型熱電偶具有使用簡單可靠及價廉等優(yōu)點,但是由于其本身及其傳輸線是金屬材料,在高頻強電磁場下會感應出較大的電流,從而給測量結果帶來很大的誤差:①感應電流在儀表輸入回路.上產生電勢并與有用信號疊加在-起然后送入顯示儀表,對后者的示值造成影響;②感應電流在金屬中產生的歐姆熱,會加熱感溫元件并使其溫度升高,結果必然導致感溫元件的溫度與被測物體的真實溫度不一致，從而出現(xiàn)錯誤示數(shù)。對于第1種情況,可以在儀表輸入端增設濾波環(huán)節(jié)加以削弱,但是很難徹底消除。這是因為入射電磁波與儀表輸入回路中的感應電流所建立起來的反射電磁波之間相互作用,特別是由于儀表輸入回路周圍物體對電磁波吸收程度不同(或反射程度不同)的緣故,因此濾波之后仍有直流分量干擾儀表示值,有時這一干擾是非常嚴重的。對于第2種情況,即由于在感溫元件和傳輸線中產生的歐姆熱而造成的誤差,很難單獨區(qū)分出來加以修正。
　　用消耗式快速微型熱電偶測:量高頻強電磁場溫度的具體措施有:
(1)盡可能減小金屬元件的厚度,減小金屬傳輸線的直徑,并選用電導率低導磁率低的材料制作傳輸線和元件,以便減小影響;
(2)盡量減小處于電磁場中閉合回路的環(huán)包面積,以減小感應電流;
(3)在儀表輸入端增設濾波電容;
(4)仔細調整元件和傳輸線的走向，力求減弱電磁耦合,這是一.種較為有效的辦法;
(5)必要時可采取停機'測溫的方法,即關掉電器設備,在沒有電磁場的條件下測溫,待溫度測量完畢后再開機工作。