高溫蒸汽熱電偶因其性能穩定、準確可靠、結構簡(jiǎn)單、使用方便、測溫范圍廣、信號可遠傳等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究等領(lǐng)域中已成為應用zui廣泛的感溫元件。而熱電偶的長(cháng)期穩定性、使用壽命等各項性能指標，都與保護管密切相關(guān)。

一、K型熱電偶介紹

高溫蒸汽熱電偶是溫度測量?jì)x表中常用的測溫元件，它可以直接測量各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中從0℃～1300℃范圍內的液體、氣體、蒸汽及固體表面的溫度，并把溫度信號轉換成熱電動(dòng)勢信號，通過(guò)二次儀表轉換成被測介質(zhì)的溫度。在實(shí)際應用中熱電偶有多種結構方式，但工作原理都是一樣的，因其結構簡(jiǎn)單、制造方便、測溫范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號便于遠傳等優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到極為廣泛的運用。

二、熱電偶工作原理

兩種不同成分的導體兩端經(jīng)焊接、形成回路，直接測溫端叫測量端，接線(xiàn)端子端叫參比端。當測量端和參比端存在溫差時(shí)，就會(huì )在回路中產(chǎn)生熱電流，接上顯示儀表，儀表上就指示出熱電偶，產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢的對應溫度值。熱電偶的熱電動(dòng)勢將隨著(zhù)測量端溫度升高而增長(cháng)，熱電動(dòng)勢的大小只和熱電偶導體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān)，和熱電極的長(cháng)度、直徑無(wú)關(guān)。

三、裝配式熱電偶組成部分

裝配式熱電偶主要由接線(xiàn)盒、保護管、絕緣套管、接線(xiàn)端子、熱電極組成基本結構，并配以各種安裝固定裝置組成。

接線(xiàn)盒有多種樣式：防水式鑄鋁接線(xiàn)盒、防噴式鑄鋁接線(xiàn)盒、小型接線(xiàn)盒、防爆接線(xiàn)盒、不銹鋼接線(xiàn)盒等等。

保護管分不同直徑，不同材質(zhì)，不一樣的現場(chǎng)工況要求的直徑，材質(zhì)都不一樣。

測溫元件分為鎧裝式元件和裝配式元件，鎧裝式元件就是指用鎧裝熱電偶作為溫度元件，裝配式元件是指用磁珠將偶絲串聯(lián)，頂端焊接，作為溫度元件。鎧裝溫度元件因其穩定性高，不易氧化，應用比較廣泛。

螺紋規格分為國標，美標和英標，M16*1.5、M20*1.5、M27*2、M33*2、G1/4、G1/2、G3/4、1/4NPT、1/2NPT、3/4NPT等等

法蘭規格有DN15、DN20、DN25、DN32、DN40等等，活動(dòng)法蘭、活動(dòng)卡套法蘭、固定法蘭。

四、溫度測量范圍和允許誤差

五、高溫蒸汽熱電偶選型表

訂貨需知：

1.注明熱電偶型號、分度號、使用溫度。

2.熱電偶保護管直徑、長(cháng)度。

3.緊固件、法蘭裝置，提供尺寸。

固定螺紋錐形保護管熱電偶型號、參數：

六、拓展介紹：

熱電偶補償導線(xiàn)檢定的目的是要確定補償導線(xiàn)的熱電特性是否符合與之相匹配的熱電偶分度表。

在JJG 351-1996《工作用廉金屬熱電偶檢定規程》對補償導線(xiàn)檢定方法有規定，補償導線(xiàn)檢定執行的標準是JJG3 51-1996《工作用廉金屬熱電偶檢定規程》。

1、補償導線(xiàn)的熱電特性應符合下表要求：

2、確定檢定溫度點(diǎn)

一般用熱電偶補償導線(xiàn)檢定100℃點(diǎn)，耐高溫補償導線(xiàn)檢定100℃和200℃點(diǎn)，亦可按需要在其他溫度點(diǎn)檢定。

3、將熱電偶補償導線(xiàn)的護層和絕緣層去除10-20mm并將兩個(gè)電極表面絕緣物清除干凈。

4、將熱電偶補償導線(xiàn)一端焊接成熱電偶工組端，另一端為熱電偶的參考端，然后與相同材質(zhì)的銅導線(xiàn)連接。

5、在補償導線(xiàn)作成的熱電偶的測量端套上玻璃保護管，摻入有恒溫槽中，插入深度不應小于300mm，玻璃管口沿熱電偶補償導線(xiàn)四周用脫脂棉封好。

6、將補償導線(xiàn)作成的熱電偶的參考端插入裝有變壓器油或酒精的玻璃管或塑料管中，在分散插入冰點(diǎn)恒溫槽內，插入深度不應小于150mm。

7、具體熱電偶補償導線(xiàn)熱電特性的測試方法與普通熱電偶檢定相同。

熱電偶是應用zui廣泛的測溫傳感器。而熱電偶的長(cháng)期穩定性、使用壽命等各項性能指標，都與熱電偶保護管密切相關(guān)。熱電偶損壞率的高低直接取決于熱電偶保護管材料的性能。因此，本文將詳細介紹各種熱電偶保護管的材料、性能和選用，以供技術(shù)人員參考。

隨著(zhù)自動(dòng)化程度的不斷提高，溫度的測量涉及到國民經(jīng)濟的各個(gè)領(lǐng)域，如工農業(yè)生產(chǎn)、國防、科研、醫療、衛生、環(huán)保、氣象以及宇航等部門(mén)。熱電偶因其性能穩定、準確可靠、結構簡(jiǎn)單、使用方便、測溫范圍廣、信號可遠傳等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究等領(lǐng)域中已成為應用zui廣泛的感溫元件。而熱電偶的長(cháng)期穩定性、使用壽命等各項性能指標，都與保護管密切相關(guān)。據有關(guān)數據統計，熱電偶在正常的測量范圍內，其損壞率的高低直接取決于保護管材料性能的優(yōu)異。因此，在實(shí)際使用中正確地選擇保護管，是延長(cháng)熱電偶使用壽命的前提。

1、熱電偶保護管的作用

熱電偶保護管主要有兩種用途，一是防止遭受機械損壞；二是保護熱電偶免受被測介質(zhì)化學(xué)腐蝕、不受氧化氣氛或還原氣氛的有害影響，使熱電偶盡可能處于接近其*氣氛中。因此熱電偶必須加以保護，使之不受不良氣氛的侵害。 

2、熱電偶保護管使用場(chǎng)合

熱電偶在以下幾種介質(zhì)中使用必須用熱電偶保護管將熱電偶測量電極與介質(zhì)隔絕：

①當與熱電偶接觸會(huì )改變熱電偶化學(xué)成分的各種金屬(固體、液體、氣體)；

②會(huì )腐蝕熱電偶材料的爐氣和其它蒸氣(硫及其化合物是特別有害的)；

③能腐蝕熱電偶材料的各種電解質(zhì)。 

熱電偶保護管通常為單保護管，在某些特殊情況下，可采用兩個(gè)同心安裝的保護管。接近熱電偶的稱(chēng)為主保護管，外面的保護管叫輔助保護管。通常采用氧化鋁管為主保護管，碳化硅管為輔助保護管套構成組合保護管，以獲得良好的綜合性能，如具有抗切割火焰、抗熱沖擊或防止機械損傷等作用。

3、理想的熱電偶保護管性能

①耐高溫：在熱電偶溫度測量上限使用，不應產(chǎn)生變質(zhì)和變形，在高溫下抗氧化性能好。

②耐腐蝕：當熱電偶用于酸性或堿性，以及具有其他腐蝕性介質(zhì)中測溫時(shí)，保證有一定的壽命。

③密性好：可防止外界有害介質(zhì)滲入保護管內部，使感溫元件損壞或變質(zhì)。 

④導熱性好：具有較高的導熱系數，時(shí)間常數小。

⑤有足夠的機械強度和一定的耐溫劇變的性能。

⑥物理、化學(xué)性能穩定：在長(cháng)期使用中不和外部介質(zhì)、絕緣材料、熱電極材料相互作用而變質(zhì)，也不產(chǎn)生對熱電極有害的氣體。 

⑦價(jià)格低廉。

4、熱電偶保護管分類(lèi)

熱電偶保護管按其材質(zhì)可分為金屬、非金屬和金屬陶瓷三種。金屬熱電偶保護管機械強度高、導熱性能好、應用非常廣泛；非金屬熱電偶保護管多在1000℃以上溫度測量時(shí)采用，耐熱性能好，震性差、導熱性差；用粉末冶金的方法制成金屬陶瓷保護管，既有耐高溫的性能又有較好的機械強度，有很好的應用前景，可廣泛地用于鋼水、鐵水及高溫鹽浴爐等惡劣的環(huán)境。

5、選擇熱電偶保護管需要考慮的因素

理想的熱電偶保護管是不存在的，但各種材質(zhì)的熱電偶保護管有各自的特點(diǎn)。選擇熱電偶保護管時(shí)，要考慮以下因素：被測介質(zhì)的溫度、氣氛、流速、腐蝕性如何，管子的粗細、壁厚、長(cháng)短、氣密性、抗熱沖擊、化學(xué)適應性、承受壓力、應力、響應速度、性?xún)r(jià)比如何。我們可以根據實(shí)際情況，選擇合適的保護管材料。熱電偶保護管的選取原則是：根據技術(shù)指標結合實(shí)際情況，來(lái)選擇方案。在實(shí)際工作中，大家可以根據經(jīng)驗、熱電偶廠(chǎng)家選用指南手冊，快速地選取熱電偶保護管材料。在使用這些資料時(shí)必須仔細注意各種特定的情況。

在測量高溫燃油、燃氣、燃煤系統，以及測量各種高溫窯爐、熱處理用的高溫鹽浴爐和各種金屬冶煉爐等的溫度時(shí)，都會(huì )遇到高溫和氧、硫、焦油、氧離子等對保護管的強烈浸蝕。除要求其能經(jīng)受高溫物理?yè)p傷，還要其能經(jīng)受化學(xué)損傷。在這種惡劣的環(huán)境中，通常使用雙保護管。主保護管使用的是一種以富鋁紅柱石為基礎添入某些添加劑的陶瓷，它具有機械和耐熱沖擊的綜合性能，上限溫度為1650℃。為輔助保護套管采用碳化硅套管，這種材料能抗火焰的切割作用。它是不滲透氣體的，可作為致密保護套管使用，還能制成氮化物粘結型的材料，從而是滲透性大為減小。防止熱電偶腐蝕，避免火焰和氣流直接沖擊以及提高熱電偶的強度。因此，在這類(lèi)惡劣條件下測溫，對保護管的要求比較苛刻：在測溫范圍內材料不變形，不變質(zhì)，耐溫度突變的沖擊，耐被測溫介質(zhì)的浸蝕且材質(zhì)應當是致密的，不會(huì )產(chǎn)生被測介質(zhì)的任何滲漏以免損傷熱電極，材料導熱性能要好且易于加工制造。

6、現階段特殊領(lǐng)域的熱電偶連續測溫難題

熱電偶保護管雖然種類(lèi)繁多，技術(shù)成熟，但是，它們只能在常規場(chǎng)合使用，尚不能滿(mǎn)足許多特殊領(lǐng)域的要求。尤其是在高溫高腐蝕環(huán)境，由于熱電偶保護管的使用壽命問(wèn)題沒(méi)有得到根本解決，在許多領(lǐng)域連續測溫成為難題，主要有以下幾個(gè)行業(yè)：

①鋁電解槽連續測量

鋁電解槽溫度的連續測量，對于實(shí)時(shí)監控電解槽運行狀況，對其運行狀況進(jìn)行綜合分析，并加以控制，從而使電解槽各項技術(shù)指標達到*值，具有重要意義。然而，鋁電解槽的連續測溫是一個(gè)性難題。主要原因有兩個(gè)：一是電解槽內電解質(zhì)對保護管有很強的腐蝕性；二是電解槽內部溫度高，正常溫度940-970℃之間。出現效應時(shí)可達1000-1200℃。所以目前工廠(chǎng)普遍采用間斷測溫法。

②滲碳爐溫度測量

③銅冶煉過(guò)程中的熔體連續測溫仍在研究

銅液的連續測溫通常采用金屬陶瓷保護管，表面加保護涂層。

④高溫流動(dòng)粉體的溫度測量

對于輸煤系統、流化床、水泥熟料、耐火材料等流動(dòng)粉體的溫度測量，由于流動(dòng)粉體對保護管磨損及腐蝕均很?chē)乐?。目前對低?00℃的流動(dòng)粉體，可采用高強度鋼或表面改性技術(shù)，噴涂WC或Ni-Cr-B，其硬度可達到6070(HRe)。如果常溫在1000℃左右，可采用鈷基合金保護管。該保護管具有優(yōu)異的耐熱沖擊、耐磨性能及高溫強度，對硫化物及釩良好的耐蝕性，但價(jià)格昂貴。

⑤超高溫真空爐連續測溫

⑥高溫鹽浴爐連續測溫

⑦鋼水連續測溫

鋼水溫度高達1600℃以上，鋼水和渣液對熱電偶保護管有很強的侵蝕作用，熱電偶保護管由環(huán)境溫度下進(jìn)入鋼水時(shí)要經(jīng)受巨大的熱沖擊和沖刷應力，使鋼水連續測溫成為性難題，一直沒(méi)有進(jìn)展。