温度测量仪表( 二 ) _生活百科

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图1 水银温度计热电偶温度计用热电偶的热电性质製成的温度计称为热电偶纬度计。下图所示为最简单的热电偶温度计组成图。图中热电偶是感温元件，它是由两根不同材料的导体A和B焊连（或绞连）一端而成。导体未焊的两端通过连线导线接显示仪表而构成测温系统。测温时，将热电偶的焊接端与被测对象接触，利用热电偶的热电性质把被测对象的温度转换成相应的电信号，传送给显示仪表。

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图2 热电偶温度计原理热电偶温度计是目前工业上套用最广的测温仪表，在热处理生产上套用的测温仪表中，它也是为数最多的。用热电偶测温具有以下特点：l 测温精确度较高。由于热电偶和被测对象之间容易实现良好的热接触，因而能较真实地反映被测对象的温度。l 结构简单。将两个不同的导体连线一端后，予以绝缘和机械保护，就是一支可用的热电偶。可见热电偶结构简单，因而装配维修比较方便。l 测温範围较宽。常用热电偶的测温範围是100 ~1600℃ 。一般金属材料的热处理温度都在此範围内，故能满足热处理的测温要求。用特殊材料製成的热电偶还可测量低至2K（-271℃）或高至2800℃的温度。l 动态回响速度较快。热电偶可以製成体积很小的接点，因而热容量小，动态回响速度快。l 信号可远传，便于集中检测和自动控制。热电偶的品种和类型是很多的，其中以普通型热电偶套用最普遍。在实际测温中，仅有两个热电极的热电偶是少见的。一支普通的热电偶通常是由热电极，绝缘管、保护套管和接线盒四部分组成。如下图所示。

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图3 热电偶温度计（1）热电极热电极是热电偶的核心部分。普通型热电偶的热电极，通常都加工成丝状，焊其一端而成。丝状热电极的直径主要由材料的价格、机械强度以及热电偶的用途和测温範围等因素决定。热电偶热端常採用焊接方法连线。焊点的形式有点焊，对焊、绞状点焊等，为了减小传热误差，焊点的尺寸应儘量小，通常不超过热电极直径的两倍。（2）绝缘管绝缘管又称绝缘子，开有通孔套在热电极上，作隔离两根电极和隔离电极与金属保护套管之用，否则会因短路使热电势损耗而引起测量误差。绝缘管通常用耐高温的绝缘材料如陶瓷、石英、氧化铝、氧化镁等材料製成，截面有圆形或椭圆形，开有单孔，双孔、四孔等形式。（3）保护管套有绝缘管的热电极装在一端封闭的保护管内。保护管的作用是防止或减小各种有害气体、有害物质对热电极的直接浸蚀和高温火焰或气流的直接沖刷；防止导电介质与热电极的直接接触：此外，还有固定和支撑热电极的作用。因此，热电偶的保护管对延长热电极的使用寿命以及保证测量精度起重要的作用。（4）接线盒接线盒是热电偶冷端和连线导线（补偿导线）相连线的地方。它用铝合金铸造而成。在接线盒内，热电偶冷端预先均分别用螺钉紧固在接线柱上，接线时，连线导线由出线孔引入接线盒内，打开接线盒，用螺钉将导线紧固在两个注有正负标记的接线柱上，然后盖上接线盒。为防止有害气体进入热电偶保护管内部，普通式接线盒的出线孔和盖子均闲垫片和垫圈予以密封。接线盒按密封程度不同，有普通式，密封式（或防溅式），防水式、防爆式和隔爆式等类型。热电偶温度计有不同的类型，在不同的场合可以选用不同的类型，以满足使用要求。辐射式高温计辐射式高温计是利用物体的热辐射现象来测量物体温度的仪表。这种温度计和热电阻，热电偶及膨胀式温度计最显着的区别在于辐射式高温计在测温时，不和测量对象直接接触，属于非接触式测温仪表。辐射式高温计的主要特点为：（1）测温时不会破坏被测介质的温度场，这一点对于测量小温度场的温度尤具特殊意义。（2）从理论上讲，仪表的测温上限是不受限制的。而接触式测温仪表，因受感温元件或保护管材料的限制，不能测量高温。（3）由于是热辐射传热，不存在感温元件和被测对象达到热平衡的问题，因而传热速度快，热惯性小。（4）输出信号可以很大，故仪表的灵敏度高。（5）因为不和被测物体接触，辐射式高温计适用于测量有强烈腐蚀性介质的温度和运动物体的温度。（6）由于是非接触仪表，影响测量结果的因素比较複杂。因此，一般工业上用的辐射式高温计，测量误差比较接触式温度计要大。辐射式高温计在热处理生产中常用来测量高温盐炉，离子氮化炉和感应加热工件的温度。目前，这类仪表有四种常见类型，即全辐射高温计，光学高温计，光电高温计和光电比色高温计。辐射高温计是根据物体在整个波长範围内的辐射能量与其温度之间的函式关係设计製造的，用辐射感温器作为一次仪表，电子电位差计作为二次仪表，它属于透镜聚焦式感温器，具有铝合金外壳，前部是物镜，壳体内装有热电堆补偿光栏，在靠紧热电堆的视场光栏上有一块调档板，档板的作用是调节照射到热电堆上的辐射能量，使产品具有统一的分度值，在可拆卸的后盖板上装有目镜，藉以观察被测物体的影像。辐射感温器把被测物体的辐射能，经过透镜聚焦在热敏元件上，热敏元件把辐射能转变为电参数，由已知的热电势与物体温度之间的关係通过二次仪表测出热电势，显示出温度值，这个温度值须用物体的全辐射黑体系数予以校正或用铂铑10—铂热电偶直接插入高温盐浴炉中配以直流电位差计测量温度，然后与仪表显示温度对比，用以校準高温计测量温度的準确程度。下图是一个辐射高温计实物图。