一、铠装工业热电偶的构造
铠装工业热电偶(也称套管工业热电偶)是由热电极、绝缘材料和金属套管三者组合加工成的坚实组合体,其断面结构如下图所示:
金属套管中热电极有单丝、双丝、和四丝几种,电极周围被致密的氧化物粉末所绝缘,并有着对称的间距。套管外径D=1~8mm,工业热电偶丝径d=0.25~1.3mm,套管壁厚b=0.12~0.60mm,铠装工业热电偶的长度根据使用要求截取,*长可超出100000mm。
铠装工业热电偶的测量端面一般如下图所示和几种形式:
1、露头a型:其测量端面暴露在套管外面,所以动态响应快,但只能在干燥的非腐蚀性的介质中使用;
2、碰底b型:工业热电偶测量端和金属套管焊接在一起,动态响应比露头型慢,但比不碰底型快;
3、不碰底c型:测量端已焊好并封闭在套管内,热电极与金属套管之间相互绝缘,它是工业上*常用的构造形式;
4、帽d型:即把露头型的测量端套上一个与套管材料一样的保护帽,并把接口焊接密封起来。
二、铠装工业热电偶的主要优点有以下几点:
1、动态响应快:因为是小型结构,体积小,热惯性小,所以对被测温度反应快,时间常数小。例如普通型工业热电偶的时间常数r一般为20~240s,铠装工业热电偶的时间常数τ和套管外径的关系如下图所示,一般小于20S;
2、测量端热容量小:由于铠装工业热电偶外径可制得很小,在热容量较小的被测物体上,也能测量到较准确的温度;
3、强度高:铠装工业热电偶结构坚实紧密、机械强度高、耐强烈振动,耐强力冲击、耐压、特别适用于恶劣工况现场使用;
4、挠性好:套管材料经退火处理后,有良好的挠性。例如金属套管为不锈钢的铠装工业热电偶,其弯曲半径仅是套管直径的两倍。这个特点是普通工业热电偶所没有的,因此它可安装在结构甚为复杂的设备上。
根据使用温度的高低可选用不同材料和外径的套管。套管材料和外径与上限使用温度的关系如下图所示;对于不碰底型铠装工业热电偶,其热电极之间、热电极与套管之间的绝缘电阻应大于20MΩ