連續熱電偶

2021/4/8 15:55:36 人評論 次瀏覽 分類:熱電偶  儀表地址:http://www.ljpqd.com/product/2513.html

特種測溫熱敏電纜是在熱電偶基礎上發展出一種新測溫技術的溫度傳感器,又被稱為連續熱電偶(Gontinuous Thermocouple)或尋熱式熱電偶(Heating Seeking Thermocouple)。熱敏電纜利用熱電偶的熱電效應,但測量的不是偶頭端部的溫度,而是沿熱電極長度上最高溫度點處的溫度。由于它這種獨特功能,最初被美國作為高、精、尖端技術設備安裝鋪設在航空母艦和驅逐艦的艦艙以及軍用飛機、航天器、軍備庫等準軍事設備中。昌暉儀表生產的熱敏電纜使用溫度范圍在-40~900℃,耐腐蝕、抗振動沖擊,可用在很多感溫電纜、感溫光纖均無法應用的場合,預防、減少因 “過熱”引起的事故和損失。

熱敏電纜的結構與特點

1、熱敏電纜結構
熱敏電纜主要由熱電極、隔離材料、保護管三部分構成。熱電極是一對平行的彼此隔開一定距離的導線,電極的分度號、材質與標準化熱電偶相似,國產一般選K型熱電偶做電機,熱敏電纜的熱電勢與溫度成 一一關系。熱電極之間緊密填充的隔離材料是用專門工藝制成的具有負溫度系數(NTC)的熱敏電阻材料,低溫時電阻很大,是一種絕緣體,隨著溫度的升高,電阻急刷降低。熱敏電阻材料是制造熱敏電纜的關鍵,曾采用不同的負溫度系數熱敏電阻材料作為隔離材料,例如,20世紀80年代研制的熱敏電纜采用二氧化錳作為負溫度系數熱敏電阻材料(見美國專利4647710)。目前市場上有幾種由不同的負溫度系數熱敏電阻材料制成的熱敏電纜,其最外層是鎧裝金屬保護管,如耐熱耐蝕合金、不銹鋼或雙層聚四氟乙烯等,為熱敏電纜提供了良好的機械強度和柔韌性,安裝和使用都很方便。端部有接插件,可以通過接插件延長其長度。
熱敏電纜結構

2、鎧裝連續熱電偶特點

①結構簡單。連續熱電偶沿線任意點均可感溫,自動產生毫伏信號,無需外接電源,所以在易爆場合可安全工作。
②堅固耐用。鎧裝結構,既有較好韌性,又有足夠強度,安裝時可彎曲,易夾緊、固定,幾乎不需要日常維護保養,防潮防濕。
③可分度。熱敏電纜的熱電動勢與溫度的關系參照連續熱電偶生產廠家提供的連續熱電偶分度表,無需現場標定。
④兼容性強:
a、用專用連續熱電偶溫度變
送器YR9031X-X將熱敏電纜毫伏信號轉換成二線制4-20mA信號;
b、用專用連續熱電偶信號采集模塊YR-9740A將熱敏電纜信號轉換成數字信號,以RS485通信方式提供給PLC和DCS
⑤報警點可控制系統上任意設定
⑥連續熱電偶在80~880℃溫度范圍內一直持續工作直至損壞
⑦可以測量溫度上升的速率
⑧測量最高點溫度(非平均溫度)
⑨不需現場校準,無需激活
熱敏電纜的輸出熱電勢與同種K型熱電偶相比稍有降低,換算成溫度大約相差幾度(在同一溫度下,連續熱電偶的溫度一致性不如普通熱電偶,偏差可達±10℃)。
連續熱電偶熱電勢-溫度特性

熱敏電纜工作原理

熱敏電纜是一種用于測量沿熱電偶縱向空間最高溫度點溫度的新型傳感器,它的測溫原理與熱電偶相同。它的一對熱電極就是一對熱電偶絲,當連續熱電偶長度上任何一點的溫度(T1)高于其他部分的溫度時,該處的熱電極之間的絕緣電阻就降低,導致出現“臨時”熱電偶測量端,這時它就構成一支常規熱電偶,只要在熱電極參考端測量出熱電勢,就能確定接點處(“臨時”熱接點)溫度(T1)。如果熱敏電纜上另外一處出現T2高于T1的情況,該處熱電極之間的絕緣電阻會變得低于T1點的電阻,導致出現新的“臨時”熱電偶測量端,那么熱電極參考端測量出的熱電勢,對應于熱電偶上新出現的T2點處的溫度。這就是“臨時”熱電偶熱接點之所以能跟蹤熱敏電纜上的最高溫度點的原理,如圖所示。
熱敏電纜工作原理

由上述工作原理可知,由于兩電極間并非完全接觸,它們之間被一個低阻值熱敏
電阻分隔,因此在測量端測得的熱電勢將稍有降低,出現一定的測溫誤差。一般來說,溫度越高,高溫范圍越廣,則誤差越小。為減少這種誤差,有的廠家又增加一對熱電偶芯線,同樣采用負溫度系數熱敏電阻作為隔離材料,利用這對芯線作輔助測量,可以在一定程度上修正誤差。如果需要確定高溫點的位置,則要增加一根測距電纜。該電纜有三根芯線,一端為低阻線,兩根為高阻線,電阻率分別為ρ1和ρ2,它們之間也采用負溫度系數的熱敏電阻所隔離,一旦出現高溫點,三線之間相當于用兩個低值電阻r相連,如圖所示。
熱敏電纜測距原理示意圖
測量低阻線和高阻線1間的電阻RAC,低阻線和高阻線
2的電阻RBC,并取其差值,即可求得:RAC-RBC=R1+R+r-(R2+R+r)=R1-R2。公式中R1為測控端到熱接點處高阻線1的阻值;R2為測控端到熱接點處高阻線2的阻值;R為測控端到熱接點處低阻線的阻值。從這個公式可見,上述運算結果已消去接觸電阻r,再根據公式L=K×(R1-R2)/(ρ1-ρ2)可求得測控端與熱接點的距離L。

產品技術參數
①外層護管:Inconel  600耐熱合金
②測溫元件:標準K型熱電極(與傳統K型鎧裝熱電偶相比低一定溫度值,連續熱電偶的熱電勢與溫度對應變化就有明顯區別,使用時需要制造商提供特定的分度表)
③輸出信號:與纜線最高溫度點溫度對應的直流毫伏信號
④正常工作溫度:80-880℃
⑤極限溫度:-40~900℃
⑥外徑尺寸:2mm或3mm,其他直徑需要與工廠協商定制
⑦彎曲半徑:鎧裝電纜直徑的15-20倍
⑧配套補償導線:2×0.5mm2 專用高溫型補償導線或高溫型屏蔽補償導線(通用型K型熱電偶補償導線與專用補償導線分度不同)
⑨尋熱式熱電偶輸出阻抗:工作狀態下的連續熱電偶輸出阻抗很大,信號不能直接接入通用儀表/PLC/DCS,要求與之配套的儀表輸入阻抗>40MΩ且內置連續熱電偶分度表,通用的K分度號顯示儀表/溫度變送器/系統I/O卡件均測量不到信號。
⑩尋熱式熱電偶分度表/連續熱電偶分度表/特種測溫熱敏電纜分度表
尋熱式熱電偶分度表/連續熱電偶分度表/特種測溫熱敏電纜分度表

連續熱電偶安裝
1、連續熱電偶安裝在高溫設備表面的方法:
①在設備表面焊接有若干螺母,用于安裝連續熱電偶全不銹鋼固定組件;
②全不銹鋼固定組件用于固定壓板和填料;
③連續熱電偶由壓板和調料壓緊在高溫設備表面;
④專用補償導線通過走線槽連接入接線盒(接線盒內部安裝有接線端子、連續熱電偶溫度變送器/連續熱電偶數據采集模塊和接地端子)。

2、連續熱電偶的兩種安裝方式
普通熱電偶測量端的偶絲需要焊接在一起,因熱電偶正負極接通的點(即焊點)是固定的,只能通過這個接通點來測量溫度,故普通熱電偶都是冷端連接補償導線。假如普通熱電偶在測量端和冷端之間熱電極出現斷點,則普通熱電偶損壞,不能繼續使用。

連續熱電偶的偶絲是平行的,沒有焊接在一起,在連續熱電偶電纜長度上出現最高溫度時該溫度點所在位置的兩偶絲之間臨時接通,形成類似普通熱電偶測量端的焊點,這時連續熱電偶就將這個最高溫度點的溫度測量出來,也正是連續熱電偶的這種特性,連續熱電偶在電纜長度范圍內的任意一個點出現最高溫度都可以被測量出來。

連續熱電偶可以在測溫電纜的一端或兩端連接補償導線(見圖1和圖2)。昌暉儀表給大家說說兩種接線在使用中的區別:
①連續熱電偶一端連接補償導線,如圖1所示。這種接線方式與普通熱電偶接線方式完全相同,當測溫電纜中部偶絲出現1個斷點,此時連續熱電偶能測量斷點與冷端之間這段測溫電纜長度上的最高溫度,測溫電纜感溫長度縮短。
②連續熱電偶兩端連接補償導線,如圖2所示。當測溫電纜中部偶絲出現1個斷點,則連續熱電偶能測量除斷點位置外電纜長度上的最高溫度;假如測溫電纜中部偶絲出現2個或2個以上斷點,則連續熱電偶能測量相距最遠的兩個斷點位置外電纜長度上的最高溫度,測溫電纜感溫長度縮短。連續熱電偶在測溫電纜的兩端連接補償導線稱為連續熱電偶冗余結構。昌暉儀表生產的連續熱電偶推薦使用這種接線方式。

圖1 連續熱電偶一端接補償導線

連續熱電偶
圖2 連續熱電偶兩端接補償導線(有冗余)

在訂購連續熱電偶時還需要配套訂購與連續熱電偶固定組件、壓板/填料、走線槽、接線盒、專用補償導線和專用溫度變送器/信號采集器。

◆連續熱電偶固定組件材質304材質,每套含1個通絲螺桿、2個平墊圈、2個彈墊圈、2個螺母。固定組件數量等于現場設備上所焊接螺母數量,工廠交貨時約有6%余量。
連續熱電偶固定組件
◆壓板及填料
壓板及填料共計若干米(每一圈約等于設備表面周長)。

連續熱電偶工業應用
以K型鎧裝連續熱電偶作感溫元件的分布式溫度監測與過溫報警系統已在國內煤化工業領域得到廣泛應用,主要用于氣化爐等大型設備表面溫度監測與過溫報警。除了可以用于氣化爐表面測溫,還可以用于儲煤倉煤堆測溫、多晶硅鑄錠爐測溫、火力發電空預器測溫、鍋爐爐殼測溫、機車動力艙溫度監測等。

昌暉儀表根據用戶的要求,生產與K鎧裝連續熱電偶配套的整套系統(如連續熱電偶溫度變送器、連續熱電偶采集系統、K型熱電偶補償導線、耐高溫接插件、安裝壓塊壓條等),并提供現場指導安裝服務。

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  1. 急詢連續熱電偶價格

    匿名用戶
    ?2021/6/4 14:18:04
  2. 有抗腐蝕的產品嗎?比如鹽酸,次氯酸,硫酸,氫氧化鈉用的。

    匿名用戶
    ?2021/2/27 10:35:48
    2021/3/25 14:10:06
    管理員回復:

    目前昌暉生產的連續熱電偶保護管材質為Inconel 600耐熱合金,不同腐蝕介質需要針對性的選用不同耐腐蝕材料,尚無相關產品

  3. 請問可以制作6米長2.0mm外徑的不銹鋼連續熱電偶嗎?

    匿名用戶
    ?2020/1/10 16:18:34
    2020/2/7 0:48:30
    管理員回復:

    可以!市場部工作人員會與您取得聯系

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