热电偶的结构和种类简介

1）热电偶的结构

普通热电偶的结构如图6.22所示，它由热电极、绝缘套、保护套管和接线盒组成，通常呈棒形结构，安装连接时，可采用螺纹或法兰方式。

图6.22　普通热电偶的结构

（1）热电极

根据热电偶的原理，似乎只要是两种不同金属材料就可以组成热电偶，用以测量温度，但为了保证工程技术中的可靠性，并有足够的测量精度，并不是所有材料都可以组成热电偶。一般来说，对热电偶材料有以下要求：

①在测量范围内，热电性质稳定，不随时间而变化；

②在测量范围内，物理化学性能稳定，不易氧化或腐蚀；

③电阻温度系数小，电导率高；

④热电偶输出热电势大，且输出呈单值线性、近线性；

⑤材料复制性好，可制成标准分度，机械强度高，制造工艺简单，而且价格便宜。

实际上没有一种材料能完全满足上述要求，在设计选用热电偶的电极材料时，要根据测温的具体条件加以选择。目前，常用的热电极材料有贵金属和普通金属两大类，这些材料在国内外都已标准化。贵金属热电极材料有铂铑合金和铂，直径大多为0.13～0.65 mm。普通金属热电极材料有铁、铜、康铜、考铜、镍铬合金、镍硅合金等，直径为0.5～3.2 mm。此外，还有铱、钨、铼等耐高温材料，碳、石墨、碳化硅等非金属材料。热电极长度由具体使用情况决定，通常为350～2 000 mm。(www.xing528.com)

（2）绝缘套

绝缘套的作用是防止电极间短路。根据不同使用温度，绝缘套可选用不同绝缘材料，最常用的是氧化铝管（1 500～1 700°C）和耐火陶瓷（1 400°C）。

（3）保护套管

保护套管的作用是使电极和待测温度的介质隔离，使之免受化学侵蚀和机械损坏。对保护套管的要求是必须有优良传热性能，且经久耐用。

（4）接线盒

接线盒用于连接热电偶和补偿导线，它固定在热电偶保护套管上，一般用铝合金制成。

2）热电偶的种类

·普通热电偶：主要用于测量气体、蒸气和液体等介质的温度。这类热电偶已做成标准型式，可根据测温范围和环境条件来选择合适的热电极材料和保护套管。

·铠装热电偶：又称缆式热电偶，主要特点是动态响应快、测量端热容量小、挠性好、强度高、种类多。

·薄膜热电偶：适宜测量微小面积和瞬时变化的温度，其热容量小、动态响应快。

·表面热电偶：主要用于测量金属块、炉壁、橡胶筒、涡轮叶片、轧辊等固体的表面温度。

·浸入式热电偶：可直接插入液态金属中进行测量，主要用于测量钢水、铜水、铝水以及熔融合金的温度。