浅析热电偶测温原理及应用

摘要:在钢铁冶金工业的中，对温度的科学控制一直是重要的工作内容,温度决定着产品的质量，同时与效率存在着紧密的联系，进而可能影响到整体流程和情况。热电偶是在钢铁冶金工业中主要的测温应用原件，对该机械元件的科学应用。主要对热电偶的测温原理进行了介绍和分析，并在此基础上,热电偶在选型和应用中的问题，旨在为我国钢铁冶金工业中对热电偶的科学应用提供支持。
一、引言
　　温度是冶金工业中重要的影响因素，想要保证产品的质量，必须通过相应的手段将温度控制在一定的范围之内这就需要企业在作业的过程中，进行温度测试和控制的技术发展，以保证技术的应用能够适应现代工艺的需要。在温度测量仪表中。热电偶是其中非常重要的组成部分，通常是通过热电偶对温度进行直接的测量，之后在将温度转化为电动势信号，在电信号仪表的配合应用中，进行正确地温度测量。在热电偶的实际应用中，其外形差别较大，但是在测温原理方面都是相一致的,热电偶通常是与温度仪表进行配合使用。
二，热电偶测温基本原理
　　热电偶的应用对于冶金工业温度测量技术的应用是重要的，但是对其错误的使用却可能对造成不良影响。由于热电偶在工业过程中所产生的重要作用，要求人们在对其应用时，需要保证应用措施的科学性，并且需要对其基本测温原理进行熟练掌握,这样才能够保证在对其应用中，不会出现问题而影响工业的正常进行。对热电偶的测温原理进行介绍和分析，主要内容有以下几点。
(一)热电效应
　　热电偶测量温度的基本原理是热电效应。将A和B两种不同的导体首尾相连组成闭合回路，如果两连接点温度(T,Ty不同，则在回路中就会产生热电动势EAB（t,t0）形成热电流，这就是热电效应。热电偶就是将A和B两种不同的金属材料端焊接而成。A和B称为热电极，焊接的一端是接触热场的T端称为工作端或测量端，也称热端;未焊接的一燭(接引线)处在温度T称为自由端或参考端，也称冷端。T与T0的温差愈大，热电偶的输出热电动势愈大;温差为0时，热电偶的输出电动势为0mV;因此，可以用测热电动势大小衡量温度的大小。
 
(二)热电偶冷端的温度补偿
　　由于热电偶的材料般贵重(特别是采用贵金属时).而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。
三、热电偶的选型与应用
　　热电偶在工业温度测量仪表中的应用是中重要的，科学地对其进行应用能够为工业作业的顺利进行以及产品质量的保证以供支持。热电偶在实际应用中，需要根据实际需求的不同而对其类型进行选择，热电偶的选型与其应用效果关系密切，保证科学地选型是保证其应用效果充分发挥的重要保障措施。下面对热电偶的选型和应用，主要内容如下。
(一)热电偶选型
1、铠装热电偶
　　铠装热电偶通常由铠装偶元件安装固定装置和接线装置等主要部件组成。吹气型铠装热电偶是一种专用铠装热电偶。吹气型铠装热电偶结构原理是在铠装热电偶感温元件和外保护管之间构成一定的气路，在气路中，通人大于1.03℃105Pa的惰性气体，以排除或减少热电偶在高温、高压条件下,还原气体的渗人从而延长了铠装热电偶的使用寿命。铠装热电偶测温范围大，反应速度快，外径小、温度变化反应迅速，安装方便使用寿命长,气密性好，机械强度好。可在有震动、低温、高温条件下使用。
2、装配热电偶
　　装配热电偶与显示仪表配套,在200-1600℃范围内对气体、液体介质以及固体表面温度进行检测，广泛应用于航空、原子能、石油、化工、冶金、机械等工业部门和科技领城。装配热电偶通常由感温元件、保护管、接线盒及安装固定装置等主要部件组成。高炉热风炉热电偶是一种专用的装配热电偶。
3，热套式电偶
　　热套式电偶主要用于测量蒸汽管道及锅炉温度。热电偶采用热套保护管与铠装热电偶(均为绝缘型)可分离方式，使用时，用户可将热套焊接或机械固定在设备上，然后装上电偶就可工作,它的优点是提高了保护管的工作压力和使用寿命，又便于电偶的维修或更换，目前这种结构形式被国外广泛采用。热套式电偶还包括烟道、风道热电偶、高温高压热电偶、中温中压热电偶、低温低压热电偶。
(二)热电偶的应用
　　热电偶可选择两种方式:工作模式(选择两支热电偶中的高选值进行燃烧控制)维护模式(当任何一支热电偶出现故障时，输入信号自动切换到另一支热电偶)。在一般情况下，温度控制器只使用其中一支热电偶信号，而另一支热电偶信号仅作监视用。热电偶所测温度作为温度调节器的输人信号，温度调节器的输出信号经过处理作为空气，煤气调节器的设定值控制空气、煤气阀门开度,最终实现对加热温度的控制。热电偶测温的准确可靠是热工制度正确执行、热轧产品质量得以保证的重要前提。
　　热电偶实际应用中具有实用性强的特点，在工业温度测量中的作用受到了人们的充分肯定。但是在热电偶的实际应用中，也发现了其存在的缺点和不足，通过热电偶进行测温存在温度上限，因此对测温效果的正确率存在着一定影响。对于这一问题,需要通过对其它技术的和应用，来弥补热电偶所产生的问题。