k型熱電偶工作原理及詳細參數(shù)

K型熱電偶作為一種溫度傳感器，K型熱電偶通常和顯示儀表，記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。K型熱電偶可以直接測量各種生產(chǎn)中從0℃到1300℃范圍的液體蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。

K型熱電偶是目前用量最大的廉金屬熱電偶，其用量為其他熱電偶的總和。K型熱電偶絲直徑一般為1.2mm～4.0mm。

正極（KP）的名義化學成分為：Ni：Cr=90:10，負極（KN）的名義化學成分為：Ni:Si=97：3，其使用溫度為-200℃~1300℃。

K型熱電偶具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化性能強，價格便宜等優(yōu)點，能用于氧化性惰性氣氛中廣泛為用戶所采用。

高清K型熱電偶圖片

K型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性或還原，氧化交替的氣氛中和真空中，也不推薦用于弱氧化氣氛。

k型熱電偶工作原理

換成熱電動勢信號， 通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導體組成閉合回路，當兩端存在溫度梯度時，回路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應。兩種不同成份的均質(zhì)導體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系， 制成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。

在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時，只要該材料兩個接點的溫度相同，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此，在熱電偶測溫時，可接入測量儀表， 測得熱電動勢后，即可知道被測介質(zhì)的溫度。

K型熱電偶規(guī)格參數(shù)

K型熱電偶規(guī)格參數(shù)及使用

一、熱電偶基礎(chǔ)知識

熱電偶是溫度測量中應用最普遍的測溫器件，它的特點是測溫范圍寬，性能穩(wěn)定，有足夠的測量精度，能夠滿足工業(yè)過程溫度測量的需要。結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)響應好;輸出為電信號，可以遠傳，便于集中檢測和自動控制。

熱電偶的測溫原理基于熱電效應。將兩種不同的導體或半導體連成閉合回路，當兩個接點處的溫度不同時，回路中將產(chǎn)生熱電勢，這種現(xiàn)象即是熱電效應，又稱賽北克效應。

熱電偶的要求：

（1） 在測溫范圍內(nèi)熱電偶性能穩(wěn)定，不隨時間和被測對象而變化;

（2） 在測溫范圍內(nèi)物理化學性能穩(wěn)定，不易氧化和腐蝕，耐輻射;

（3） 所組成的熱電偶要有足夠的靈敏度，熱電勢隨溫度的變化率要足夠大;

（4） 熱電特性接近單值線性或近似線性;

（5） 電導率高，電阻溫度系數(shù)小;

（6） 機械性能好，機械強度高，材質(zhì)均勻;工藝性好，易加工，復制性好，制造工藝簡單，價格便宜。

目前市面上流行的主要有8種常用熱電偶以及測高溫的鎢錸熱電偶（0，2300？），綜合考慮上述熱電偶，只有K型熱電偶比較適合大規(guī)模的工業(yè)現(xiàn)場應用。

K型熱電偶是由鎳鉻-鎳硅（鋁）雙金屬組成的，其中鎳鉻為正極，鎳硅（鋁）為負極。K型熱電偶的測溫范圍為-270，1300？之間，適用于氧氣氣氛中，穩(wěn)定性屬于中等程度。

K型熱電偶性能穩(wěn)定，產(chǎn)生的熱電勢大，熱電特性線性好，復現(xiàn)性好，高溫下抗氧化能力強，耐輻射，使用范圍寬，應用廣泛。

本資料所說的溫度極限就是最高的溫度值，K型熱電偶各種規(guī)格尺寸導線的最高溫度如下表所示：

表2各種導線尺寸（awg系列）的溫度上限？

熱電偶類型 8規(guī)格 14規(guī)格 20規(guī)格 24規(guī)格 28規(guī)格

3.25mm 1.63mm 0.81mm 0.51mm 0.33mm

K型熱電偶使用及注意事項

K 1260 1093 982 871 871

這個表舉出各類熱電偶和導線尺寸的推薦溫度上限。這些溫度上限應用于有防護的熱電偶，即有普通封閉端保護套管的熱電偶，不用于具有壓制礦物質(zhì)氧化物絕緣體的套裝熱電偶。

一般在實際應用中，會有超過推薦溫度極限的情況。同樣，在推薦溫度極限內(nèi)應用而沒有得到滿意壽命的情況也是有的。但是，總的說來，當導線在列舉的溫度范圍內(nèi)連續(xù)工作時，能保證熱電偶有滿意的壽命。

K類熱電偶適宜在溫度高達1260？的氧化性或惰性氣氛中連續(xù)使用，因為它們的抗氧化特性要比其它金屬熱電偶好。在溫度為538？以上使用最為廣泛。這類熱電偶雖然只在-18，250？時使用。 1260？的溫度范圍內(nèi)確定過誤差極限，但它也適合在溫度低至-可以用于露點低于-40？的氫氣或裂解氣氛，但是不能在下列情況中使用：

1、 正在還原或者氧化與還原正在交替進行的氣氛。除非用保護套管進行適當保護，否則不能使用。

2、 含硫氣氛。除非有適當?shù)谋Ｗo，否則不能使用。因為硫會侵害熱電極而且由于晶間腐蝕而使負熱電極迅速脆化和斷裂。

3、 真空氣氛。除短時間使用外（鉻會從正熱電極上發(fā)生擇優(yōu)蒸發(fā)，從而改變刻度定標）。

4、 促進正熱電極發(fā)生“綠蝕”腐蝕的氣氛。當熱電極周圍氣氛的氧含量低并在一定范圍內(nèi)時，這種腐蝕就由鉻的擇優(yōu)氧化而發(fā)生。這會引起很大的誤差，而且在816，1038？

溫度范圍內(nèi)最為嚴重。

熱電偶使用細長不通風的保護套管時，“綠蝕”腐蝕就經(jīng)常發(fā)生。消除這種腐蝕的方法是采用大直徑保護套管或采用通風保護套管來增加氧的供給量;另一種方法是通過在密封保護套管中插進一個“收氣器”去吸收氧氣，以便使氧氣含量減小到低于能促進擇優(yōu)氧化所需的量。二、K熱電偶補償線的選擇

在一定溫度范圍內(nèi)和所連接的熱電偶具有相同熱電特性的廉價金屬導線，稱為熱電偶的補償線。它是由補償導線線芯、絕緣層和保護套組成。在測溫中，作為熱電偶與顯示儀表或采集裝置的連接導線。

補償導線的作用是：

（1）將熱電偶參考端延伸到遠離熱源和環(huán)境溫度相對穩(wěn)定的地方，以便于準確地對參考端溫度進行修正。

一般測量儀儀表都要求安裝在遠離熱源和環(huán)境溫度相對較穩(wěn)定的地方，而普通熱電偶的

K型熱電偶使用及注意事項

參考端距被測對象很近，測溫時必須把熱電偶參考端與儀表連接。若用普通銅導線連接，則熱電偶參考端溫度較高，而且不穩(wěn)定，給測量結(jié)果帶來誤差。若將熱電極延長，使熱電偶參考端遠離熱源，理論上是可以的，但會造成熱電極材料的浪費，補償導線就是為了解決這個矛盾而產(chǎn)生的。它的特點是在參考端溫度可能變化的范圍內(nèi)（0，100或200？），由補償導線兩極組成的熱電偶的特性與所配熱電偶熱電特性相同，使得熱電偶回路中加入補償后，其熱電勢僅與測量端溫度和補償線與儀表連接處溫度有關(guān)，而與參考端的溫度變化無關(guān)，就好像把熱電極延長到儀表端子處，所以補償導線的作用只是延長了熱電極，它并不能消除參考端不為0？時的影響。因此，還必須將參考端溫度修正到0？。

（2）可以節(jié)省大量價格昂貴的金屬材料。

補償導線按補償原理分為延伸型（X）和補償型（C），與所賠用熱電偶的熱電極化學成分相同的補償導線成為延伸型補償導線;與所配用的熱電極成分不同的補償導線稱為補償型補償導線。

按使用溫度可分為一般用（代號為G）和耐熱用（H）。

按具體用途又可以分為4種：

1 普通型補償導線：可供固定敷設(shè)使用。

2 軟型補償導線：可供實驗室需要移動的地方使用。

3 屏蔽型補償導線：可供固定敷設(shè)，并具有抗電磁干擾的性能。

4 屏蔽型軟補償導線：具有抗電磁場干擾的性能，可供實驗室需要移動的地方使用。

K型熱電偶使用及注意事項

圖1 補償導線字母標志舉例

注：絕緣層及保護套材料：B：無堿玻璃絲～F：聚四氟乙烯～PVC，簡稱V，聚氯乙烯～V100～V70表示聚氯乙烯的耐高溫度為100？和70？。

實際應用信息

K型熱電偶價格在每公斤600，700元之間。長時間使用溫度為1100？，短時間使用溫度在1300？，超過1300？后也可以測溫，但溫度破壞了金屬的物性，線性特性被破壞。熱

2電極的截面積為2.0mm，冷端溫度小于50？就可以。正常使用范圍在900，1150？熱電極太長只能使用不銹鋼管（301、308）剛玉管做不到那么長，補償線使用銅-鎳，套管壁厚在2.5mm以上。長距離的補償線雖然對測量溫度由影響，但對精度要求不高的情況下，可以忽略不計。

熱電極的長度如果太長，電阻就大，測得的電勢隨著就會相應得減小，溫度就會有較大的誤差，所以如果熱電極長，就需要在熱電極和補償線之間增加變換模塊，將電勢信號轉(zhuǎn)變成4-20mA的模擬量。