热电偶在电厂的应用

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1、2021/6/291热电偶的原理及应用讲课人：2021/6/292主要内容相关介绍热电偶的安装要求温度补偿常见问题基本介绍概述热电偶的优缺点工作原理常见种类2021/6/293概述热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应(Seebeckeffect）。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系，制成热电偶分度表；分度

2、表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。。在电厂的热力生产过程中，从工质到各部件无不伴有温度的变化。在火电厂中，热电偶测温和热电阻测温应用得最广，热电偶温度计一般用于测量500℃以上的温度。例如，电厂热力过程中的主蒸汽温度、过热器管壁温度、汽轮机高压汽缸壁温度以及高温烟气温度等，都是采用热电偶进行测温的。2021/6/294热电偶的特点装配简单，更换方便；压簧式感温元件，抗震性能好；测量精度高；测量范围大（－200℃～1300℃，特殊情况下－270℃～2800℃）；热响应时间快；机械强度高，耐压性能好；耐

3、高温可达2800度；使用寿命长2021/6/295热电偶的缺点热电偶受测温现场环境气氛的限制测温精度难于达到土0.1％以上参考端温度要恒定(如在0℃)，若偏离参考温度，必须进行补偿，或使用补偿导线，从而增加经费．在高温下使用或长期工作时，由于热电势不稳定，将产生示值漂移，需要进行定期检定或修正2021/6/296结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生热电势。热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定热电偶工作原理演示热电极A右端称为：自由端（参考端、冷端）左端称为：测量端（工作端、热端）热电极B热电势ABbYdh571#

4、2021/6/297热电偶测温原理热电偶：两种不同的金属A和B构成闭合回路当两个接触端T﹥T0时，回路中会产生热电势热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定2021/6/2981.接触电势k——玻耳兹曼常数；T——接触面的绝对温度；e——单位电荷量；NA——金属电极A的自由电子密度NA——金属电极B的自由电子密度接触电势若金属A的自由电子浓度大于金属B的，则在同一瞬间由A扩散到B的电子将比由B扩散到A的电子多，因而A对于B因失去电子而带正电，B获得电子而带负电，在接触处便产生电场。A、B之间便产生了一定的接触电动势。202

5、1/6/2992.温差电势δ——汤姆逊系数，它表示温度为1℃时所产生的电动势值，它与材料的性质有关。温差电势（汤姆逊电势）对于任何一种金属，当其两端温度不同时，两端的自由电子浓度也不同，温度高的一端浓度大，具有较大的动能；温度低的一端浓度小，动能也小。因此高温端的自由电子要向低温端扩散，高温端因失去电子而带正电，低温端得到电子而带负电，形成温差电动势，又称汤姆森电动势。2021/6/29103.热电偶回路的总热电势2021/6/2911热电极A和B为同一种材料时，NA=NB,δA=δB，则EAB(T,T0)=0。若热电偶两端处于同一

6、温度下，T=T0，则EAB(T,T0)=0。热电势存在必须具备两个条件：一、两种不同的金属材料组成热电偶，二、它的两端存在温差。2021/6/2912热电势是T和T0的温度函数的差，而不是温度的函数。当T0=0℃时，f(T0)=0则有：E与T之间有唯一对应的单值函数关系，因此就可以用测量到的热电势E来得到对应的温度值T，热电偶热电势的大小，只是与导体A和B的材料有关，与冷热端的温度有关，与导体的粗细长短及两导体接触面积无关。2021/6/2913热电偶需注意的几个问题1、热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差，而不是热电偶冷

7、端与工作端，两端温度差的函数；2、热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；3、当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流。热电偶就是利用这一效应来工作的2021/6/2914热电偶

8、常见种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶