热工检测技术实验指导书
实验一热电偶的选型
热电偶原理热电偶测温原理热电偶工作原理
2008年07月19日星期六17:30
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应，即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的。其优点是：
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℃均可边续测量，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。
常用的热电偶材料有
热电偶分度号热电极材料
正极负极
S 铂铑10 纯铂
R 铂铑13 纯铂
B 铂铑30 铂铑6
K 镍铬镍硅
T 纯铜铜镍
J 铁铜镍
N 镍铬硅镍硅
E 镍铬铜镍
热电偶的种类
常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：
1、组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；
2、两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；
3、补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；
4、保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
热电偶冷端的温度补偿
由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。
在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。
K型N型E型J型T型S型热电偶选型样本点击次数：163 发布时间：2009-12-12 20:02:21 装配热电偶规格型号：
无固定装置热电偶固定螺纹
式热电偶
活动法兰
式热电偶
固定法兰
式热电偶
活络管接
头式热电
偶
固定螺纹
锥形热电
偶
直形管接
头式热电
偶
固定螺纹接
头式热电偶
活动螺纹管
接头式热电
偶
1、应用
通常和显示仪表、记录仪表、电子计算等配套使用。直接测量各种生产
过程中的0°C~1300°C范围内液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。
2、特点
2装配简单，更换方便
2压簧式感温元件，抗振性能好；
2测温范围大
2机械强度高，耐压性能好
3、工作原理
热电偶的电极由两根不同导体材质组成。当测量端与参比端存在温差时，
就会产生热电势，工作仪表便显示出热电势所对应的温度值。
4、主要技术参数
产品执行标准
IEC584
IEC1515
GB/T16839-1997
JB/T5582-91
5、常温绝缘电阻
热电偶在环境温度为20±15°C，相对湿度不大于80%，试验电压为
500±50V（直流）电极与外套管之间的绝缘电阻>1000Ω.m。
6、测量范围及允差
型号分度号
允差等级
I II
允差值
测温范
围°C
允差值
测温范
围°C
WRN K
±1.5°C-40~+375 ±2.5 °C-40~+333 ±0.004ltl375~1000
±0.0075
ltl
333~1200
WRM N ±1.5°C-40~+375 ±2.5°C-40~+333 ±0.004
ltl
375~1000
±0.0075
ltl
333~1200
WRE E ±1.5°C-40~+375 ±1.5°C-40~+333 ±0.004
ltl
375~800
±0.004
ltl
333~900
WRF J ±1.5°C-40~+375 ±1.5°C-40~+333 ±0.004
ltl
375~750
±0.004
ltl
333~750
WRC T ±1.5°C-40~+125 ±1°C-40~+133 ±0.004
ltl
125~350
±0.0075
ltl
133~350
线盒形式
配热电偶型号命名方法号及规格
接线方式
热电偶时间常数
热惰性级别时间常数（秒）热惰性级别时间常数（秒）Ⅰ90－180Ⅲ10－30
Ⅱ30－90Ⅳ＜10
热电偶公称压力：一般是指在工作温度下保护管所能承受的静态外压而破裂。
热电偶最小插入深度：应不小于其保护套管外径的8－10倍（特列产品例外）
无固定装置热电偶固定螺纹式热电偶活动法兰式热电偶
固定法兰式热电偶活络管接头式热电偶固定螺纹锥形热电偶
直形管接头式热电偶
固定螺纹接头式热电偶
活动螺纹管接头式热电偶
铠装热电偶选型
铠装热电偶规格型号：
1、应用
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0°C~1300°C 范围内液体，蒸汽和气体介质以及固体表面温度。 2、特点
热响应时间少，减小动态误差； 可弯曲安装使用； 测量范围大；
机械强度高，耐压性能好； 3、工作原理
铠装热电偶的电极由两根不同导体材质组成。当测量端与参比端存在温差时，就会产生热电势，工作仪表便显示出热电势所对应的温度值。 4、主要技术参数 产品执行标准 IEC584 IEC1515 GB/T16839-1997 JB/T5582-91 5、测量范围及允差
型号
分度号
允差等级
I
II
允差值
测温范
允差值
测温范
围°C围°C
WRNK K
±1.5°C-40~+375 ±2.5°C-40~+333 ±0.004ltl375~1000 ±0.0075ltl333~1200
WRMK N
±1.5°C-40~+375 ±2.5°C-40~+333 ±0.004ltl375~1000 ±0.0075ltl 333~1200
WREK E
±1.5°C-40~+375 ±1.5°C-40~+333 ±0.004ltl375~800 ±0.004ltl333~900
WRFK J
±1.5°C-40~+375 ±1.5°C-40~+333 ±0.004ltl375~750 ±0.004ltl333~750
WRCK T
±1.5°C-40~+125 ±1°C-40~+133 ±0.004ltl125~350 ±0.0075ltl133~1000
WRPK S
±1°C0~+1100 ±2.5°C0~600 ±[0.003
（t-1100）]
1100~1600 ±0.0025ltl600~1600
6、常温绝缘电阻
铠装偶在环境温度为20±15°C，相对湿度不大于80%试验电压为500±50V（直流）电极与外套管之间的绝缘电阻>1000MΩ。即1m长的试样的绝缘电阻为1000MΩ；10m长的试样的绝缘电阻为100MΩ；
7、偶丝直径及材料
偶丝形式单支式双支式
套管直径Ф2Ф3 Ф4 Ф5 Ф6 Ф8 Ф3Ф4 Ф5 Ф6
Ф8
套管材质E﹑J﹑T 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti K﹑N 1Cr18Ni9Ti GH3030
1Cr18Ni9Ti
GH3030 S GH3039 GH3039
8、安装固定形式
9. 接线盒形式
10、铠装热电偶推荐使用温度
品种套管材料外径
使用温度（°Ｃ）长期使用短期使用
镍铬-镍硅1Cr18Ni9Ti
2.0 600 700
3.0，
4.0，
5.0，
6.0，
8.0
800 900 GH3030 2.0，3.0 800 900
4.0，
5.0 900 1000
6.0，8.0 1000 1100
镍铬硅-镍
硅1Cr18Ni9Ti
2.0 600 700
3.0,
4.0,
5.0,
6.0,8.0 800 900 GH3030
2.0,
3.0 900 1000
4.0,
5.0 1000 1100
6.0,8.0 1100 1200 GH3039
2.0,
3.0,
4.0 1000 1100
5.0,
6.0,8.0 1100 1200
镍铬-铜镍 1Cr18Ni9Ti
2.0 500 600
3.0,
4.0,
5.0 600 700
6.0,8.0 700 800
铁-铜镍1Cr18Ni9Ti
2.0 400 500
3.0,
4.0,
5.0 500 600
6.0,8.0 600 750
铜-铜镍1Cr18Ni9Ti 2.0,3.0,4.0,5.0 250 300
6.0,8.0 300 350
铂铑10-铂GH3039 2.0,3.0,4.0 1000 1100 5.0,6.0,8.0 1100 1200
11、铠装热电偶型号命名方法
热电偶选型
选择热电偶要根据使用温度范围、所需精度、使用气氛、测定对象的性能、响应时间和经济效益等综合考虑。
1、测量精度和温度测量范围的选择
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。
2、使用气氛的选择
S型、B型、K型热电偶适合于强的氧化和弱的还原气氛中使用，J型和T型热电偶适合于弱氧化和还原气氛，若使用气密性比较好的保护管，对气氛的要求就不太严格。
3、耐久性及热响应性的选择
线径大的热电偶耐久性好，但响应较慢一些，对于热容量大的热电偶，响应就慢，测量梯度大的温度时，在温度控制的情况下，控温就差。要求响应时间快又要求有一定的耐久性，选择铠装偶比较合适。
4、测量对象的性质和状态对热电偶的选择
运动物体、振动物体、高压容器的测温要求机械强度高，有化学污染的气氛要求有保护管，有电气干扰的情况下要求绝缘比较高。
5、注意事项
◆热电偶[1]公称压力：一般是指在工作温度下保护管所能承受的静态外压而破裂。
◆热电偶最小插入深度：应不小于其保护套管外径的8－10倍（特列产品例外）
◆绝缘电阻：当周围空气温度为15－35℃，相对湿度＜80％时绝缘电阻≥5兆欧（电压100V）。具有防溅式接线盒的热电偶，当相对温度为93± 3℃时，绝缘电阻≥0.5兆欧（电压100V）
◆高温下的绝缘电阻：热电偶在高温下，其热电极（包括双支式）与保护管以及双支热电极之间的绝缘电阻（按每米计）应大于下表规定的值。
选型流程：型号--分度号—防爆等级—精度等级—安装固定形式—保护管材质—长度或插入深度
实验二热电偶冷端补偿补偿技术
热电偶冷端温度补偿方式在智能测温系统中的合理选择
一、随着科学技术的不断发展，一批性能优良、结构简单、操作方便的智能热工仪表及数据采集系统(DAS)正在被广泛应用。内蒙华电包头第二热电偶厂在今年的一号炉大修中，为确保锅炉汽包壁温度(6个测点)及过热器管壁温度(10个测点)、炉烟温度(10个测点)的准确测量，配合热控盘面整体布局，降低仪表故障发生率，减少热工人员的日常维护量，我们用一台智能温度巡测仪，取代了过去的两台XFZ一101型动圈式温度指示仪表。由于这些被测对象的热电偶温度范围在0～600℃，因此，我们选用的测温一次元件是线性比较好的K分度工业用铠装热电偶。由热电偶的测温原理可知，在此温度测量系统中，必须解决热电偶的冷端温度补偿问题。对于原来的两套测温系统，这一问题的解决，是靠装在多点切换开关后面公共回路上的一个桥式冷端温度补偿器来实现的。而新的智能测温仪表，不需要外部温度切换开关，其接线方式是，多路信号同时送入智能仪表。因此，原来的冷端温度补偿方式，不能满足新的测量回路的要求，必须重新考虑解决这一问题的新方法。
二、智能温度巡测仪热电偶冷端温度补偿的一般方法
1、将补偿导线由就地温度取样直接引至热控盘上的智能仪表处这种方法，就是把热电偶冷端延长到了热控盘内。如果用一只测温热电阻，将盘内温度测出并送至智能仪表，经仪表内部计算后，即可实现冷端温度补偿的目的。我厂两台100MW 机组中的智能测温系统，多数采用此种方案(基建设计时已定)。但这种方法不够经济。例如按26个温度测点计算，每点需要30米补偿导线，则总共需要780米，如此需花费不少的材料费用。
2、将补偿导线由就地温度取样引至就地端子箱内的恒温器中这种方法，从就地端子箱到智能仪表之间的连线，用铜芯电缆即可，热电偶冷端温度为一定值。只要将智能仪表的零点设置为恒温器的恒温值，即可达到冷端温度补偿的目的。目前，海渤湾发电厂的部分智能测温系统，采用的就是这种方案。与第一种方法比较，它可节省补偿导线近80％。但它需要加装两台恒温式端子箱(一个恒温器只能带l2个温度测点，我们需要26个测点)，这样，原来旧的端子箱非但不能利用，而且还要花掉10000元(恒温式端子箱单价为3300元)。
三、智能温度巡测仪与热电偶配套使用时冷端温度补偿方式的改进上述两种方法，虽然能解决冷端温度的补偿问题，但造价高，在改型安装过程中，工作量较大。那么，是否有既节省材料费用、又安装方便的其它方法呢?答案是肯定的。我们经过认真分析研究，将如下方法应用于我厂锅炉汽包壁、过热器管壁及炉烟测温系统的改型工作，取得了良好的效果。我们将补偿导线从温度取样引至就地端子箱中，而端子箱到智能仪表之间的连线，依然是铜芯电缆。仅需利用两只测温热电阻，分别接到原来的两个就地端子箱里，采用三线制接线方式，将两个就地端子箱处的冷端温度信号送到智能仪表，通过仪表内部的计算，即可实现该测温系统热电偶冷端温度补偿的目的。
四、结论，综上所述，我们不难发现，在我厂l号炉智能测温系统中，改进后的热电偶冷端温度补偿方式，既经济，又实惠。与前两种方法比较，可节约资金93600元(节约补偿导线80％)。而且，不用重新敷设补偿导线，也不用加装就地恒温式端子箱，大大降低了仪表改型工作中的劳动强度。改进后的锅炉智能测温系统，在保证测量精度的前提下，运行非常稳定。实践证明，我们选择的方案是正确的，效果是良好的。如果将此方法应用于其它智能测温系统中，将节约更多的材料费用，取得更大的经济效益，因此，它具有很高的推广价值。
五、效益计算，运用“智能温度巡测仪与热电偶配套使用时冷端温度补偿方式的改进及应用”这一成果，在我厂锅炉测温系统进行改造的过程中，节约材料费93600余元，详见下表：
材料
测点数
(#l—#6K) 每点节约数
量
节约导线总量导线单价节约材料费
耐高温K分度补偿导线26×6=156个30 4680 20 93600
实验三热电偶的测量系统构成
一、实训目的:
利用所学的知识及所学的仪器和设备来实现对温度的准确测量.
掌握各种测量系统的接线方法、工作原理.
掌握各种仪表的使用范围.
二、实训所需设备:
热电偶、补偿导线、动圈表、电位差计
温度变送器、数显表、导线、起子
三、温度测量系统的构成:
1．配热电偶的温度测量系统:
①、热电偶+补偿导线+冷端温度补偿器+XCZ—101动圈
表
②、热电偶+补偿导线+ XCZ—101动圈表
③、热电偶+补偿导线+电位差计
④、热电偶+补偿导线+数显表
2．采用温度变送器的测温系统:
①、热电偶+补偿导线+ITE型热电偶变送器+温度显示仪
表
②、热电偶+补偿导线+ ITE型热电偶变送器+数显表
实验四热电偶的安装技术
热电偶的安装与使用热电偶的安装与使用
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，在安装时应选择不防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。要定期进行校验。
铠装热电偶安装示意图
1、垂直轴线的安装方法
2、测量固体表面热电偶的安装方法
3、倾斜管道轴线的安装方法
差压变送器安装有哪些要求
节流装置的安装要求
锅炉安全门动作的条件有哪些
在电厂的锅炉设备为什么一定要安装安全门,目的是什么
脉冲安全门工作原理图(识图题).
汽轮机保护的目的和意义.
汽轮机磁力断路器油门线圈动作,主汽门关闭,停机的条件有哪些