热电偶 高温 e型 一体化热电偶选型

  热电偶（thermocouple）是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而较不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。

  在工业生产过程中，温度是需要测量和控制的重要参数之一。在温度测量中，热电偶的应用较为广泛，它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点。另外，由于热电偶是一种有源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便，所以常被用作测量炉子、管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。

   当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为T0 ，称为自由端（也称参考端）或冷端，回路中将产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”，两种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势则称为“热电动势” [1]  。

热电动势由两部分电动势组成，一部分是两种导体的接触电动势，另一部分是单一导体的温差电动势。

热电偶回路中热电动势的大小，只与组成热电偶的导体材料和两接点的温度有关，而与热电偶的形状尺寸无关。当热电偶两电极材料固定后，热电动势便是两接点温度t和t0。的函数差。即

公式

公式

这一关系式在实际测温中得到了广泛应用。因为冷端t0恒定，热电偶产生的热电动势只随热端(测量端)温度的变化而变化，即一定的热电动势对应着一定的温度。我们只要用测量热电动势的方法就可达到测温的目的 [1]  。

热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，

当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect）。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系，制成热电偶分度表；分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。

在热电偶回路中接入*三种金属材料时，只要该材料两个接点的温度相同，热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受*三种金属接入回路中的影响。因此，在热电偶测温时，可接入测量仪表，测得热电动势后，即可知道被测介质的温度。热电偶测量温度时要求其冷端（测量端为热端，通过引线与测量电路连接的端称为冷端）的温度保持不变，其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时，冷端的（环境）温度变化，将严重影响测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿正常。与测量仪表连接用**补偿导线。

热电偶冷端补偿计算方法：

从毫伏到温度：测量冷端温度，换算为对应毫伏值，与热电偶的毫伏值相加，换算出温度；

从温度到毫伏：测量出实际温度与冷端温度，分别换算为毫伏值，相减後得出毫伏值，即得温度。

是一种感温元件，是一种一次仪表，热电偶直接丈量温度。由2种不同成分材质的导体组成的闭合回路，由于材质不同，不同的电子密度产生电子扩散，稳定均衡后就产生 了电势。当两端存在梯度温度时，回路中就会有电流产生，产生热电动势，温度差越大，电流就会越大。测得热电动势之后即可晓得温度值。热电偶实际上是一种能量转换器，可将热能转换成电能。

热电偶的技术优势：热电偶测温范围宽，性能比拟稳定；丈量精度高，热电偶与被测对象直接接触，不受中间介质的影响；热响应时间快，热电偶对温度变化反响灵活；丈量范围 大，热电偶从-40~+ 1600℃ 均可连续测温；热电偶性能牢靠， 机械强度好。运用寿命长，装置便当。

电偶必需是由两种性质不同但契合一定要求的导体（或半导体）材料构成回路。热电偶丈量端和参考端之间必需有温差。

将两种不同资料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因此在回路中构成一个大小的电流,这 种现象称为热电效应。热电偶就是应用这一效应来工作的。

一、概述

钨铼热电偶是耐高温热电偶。它具有温度一电势线性关系好，热稳定性可靠，价格便宜等优点。与显示仪表配套，可直接测量液体、蒸汽和气体介质等的温度。它可以部分替代铂铑热电偶作为高新冶金工业、高温电子热电系统结构工程及空间运载工具，核反应堆的**高温测量工具。

钨铼热电偶热电势对温度的关系符合ZBN05003—88分度表，等同 ASTME696—84标准。在真空、还原、惰性气氛中，可在0～2300℃范围内使用。采用特殊保护管的钨铼偶也可以在1600℃下的氧化气氛中长期使用，其价格较铂铑热电偶低。

二、钨铼热电偶的温度允差

使用温度1300~1700℃ 允差0.5%∣t∣

0~2300℃　 允差1%∣t∣

三、常温绝缘电阻

钨铼热电偶在周围空气温度为20士15℃，相对湿度不大于 85％，热电极与外保护管之间绝缘电阻应大于100MΩ.m。

四、WRe 3／WRe25热电偶的外保护管

（l）碳化硅管（Sic）可在1600℃以下的氧化气氛中使用

（2）二硅化钼管（Mosi2）在1600℃以下的空气及某些腐蚀气氛中使用（协议供货）

（3）钼管（Mo ）在2000 C以下真空中使用（协议供货）

（4）钨管（Ta）在2300C以下真空中使用（协议供货）

五、 钨铼热电偶分度号

WRe3-WRe25，WRe5-WRe26

江苏环亚电热仪表有限公司专业生产的抗氧化钨铼热电偶，理想测温范围为0～1500℃，其结构为双层或三层(不常用)保护管，双保护管结构的外保护管为特纯刚玉管，内保护管为硅化钼管，三套管的外保护管为再结晶碳化硅管或特纯刚玉管，中间管与内保护管与双层管式相同，管内填充物为高温绝缘材料(可在1800℃以下长期使用)，抽真空后再冷端密封(密封胶可在300℃以下长期使用)，确保管内无残氧，该产品适用于真空，还原等惰性气体中使用(0～1650℃)，氧化气氛中理想测温为0～1500℃。

1、主要技术指标

产品名称

产品型号

分度号

ASTM分度号

测温范围℃

允差

使用气氛

抗氧化钨铼热电偶

WRW-1500型

WRe3/25

D

0～1650

±0.5%∣t∣

氧化、真空、还原等惰性气体

WRe5/26

C

0～1650

±0.5%∣t∣

2、产品规格

产品型号

结构

保护管直径(mm)

保护管材质

外

中

内

外

中

内

WRW-1500型

双层管

16

6

特纯刚玉管

硅化钼管

三层管

25

16

6

特纯刚玉管

特纯刚玉管

硅化钼管

三层管

30

16

6

再结晶碳化硅管

特纯刚玉管

硅化钼管

注：抗氧化原理请参阅抗氧化钨铼热电偶的特点。

六、常用钨铼热电偶简介

1、钨铼热电偶的分类。 我国列入国家标准的钨铼热电偶有两种：

A、钨铼5-钨铼26，它的正极名义成分为含钨95%、铼5%，负极名义成分为含钨74%、铼26%。分度号为WRe5-WRe26，简写：W-Re5/26。

B、钨铼3-钨铼25，它的正极名义成分为含钨97%、铼3%，负极名义成分为含钨75%、铼25%。分度号为WRe3-WRe25，简写：W-Re3/25。

2、钨铼热电偶的使用。目前测量1600℃以上的温度，多采用非接触法，但是，该种方法的误差较大，如用接触法则能准确地测出真实温度。在高温热电偶中，贵金属热电偶价格昂贵且较高温度也只能在1800℃以下，而钨铼热电偶不仅测温上限高，而且稳定性好，因此，钨铼热电偶在冶金、建材、航天、航空及核能等行业都得到广泛应用。我国的钨资源丰富，钨铼热电偶价格便宜，可以部分取代贵金属热电偶，它是高温测试领域中很有前途的测温材料。

3、使用温度。它的较高使用温度可达到2800℃，可是，在**2300℃时，数据分散。因此，使用温度较好在2000℃左右。

4、使用环境气氛。钨铼热电偶较易氧化，适于在惰性或干燥氢气中使用，或用致密的保护管使其与氧隔绝才能使用。不能用于含碳气氛（如在含碳氢化合物的气氛中使用，温度**过1000℃即受腐蚀）。钨或钨铼在含碳气氛中容易生成稳定的碳化物，以致降低其灵敏度并引起脆断，在有氢气存在的情况下，会加速碳化。

5、钨铼热电偶抗氧化。该产品的测温范围为0～1800℃，广泛用于冶金、焦化、化工窑炉、热处理、玻璃等行业，它具有精度高，价格低、性能稳定、不受工作环境气氛的限制等优点，是代替铂铑热电偶的理想产品。性能指标如下：

1、分 度 号：W-Re3/25，W-Re5/26

2、测温范围：0～1800℃

3、测温精度：< ± 1% t；< ± 0.5% t

4、时间常数：≥180 s

5、绝缘电阻：> 5MΩ

6、规格尺寸：300，500，750，1000，1100（mm）

特别说明目前我公司生产的W-Re热电偶分三类，一类是采用的精细陶瓷保护管，另一类是纯钼保护管，再一类就是钨保护管。陶瓷管的规格有：直径为Ф8，Ф10，Ф12，Ф14，Ф16，长度300~1100mm，这类热电偶不受工作环境气氛的限制能在任何气氛中长期使用，测温范围是0~1800℃的；钼管和钨管规格有：直径为Ф6，Ф8，Ф10mm，长度500~700mm，这种热电偶只能在真空、还原或者惰性气体保护的环境中长期工作，钼管较好是在1800℃以下的温度下长期使用，短期使用温度能到2000℃；至于钨管则能在2100℃下长期工作，但很难加工致使其价格非常昂贵。请根据我们的参数选择适合于您的热电偶。