热电偶测温原理及在石灰窑中的应用

发布时间:2021-06-30     浏览次数:
摘要:介绍了热电偶工作原理及其种类特点;阐述了热电偶在石灰窑中使用时所产生的误差因素和注意事项;强调了热电偶在生产优质石灰的过程中具有重要作用
1热电偶工作原理及种类
  热电偶是工业.上最常用的温度检测元件之一,其优点是:①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,所以不受中间介质的影响。②测量范围广。常用的热电偶从- -50~+1 600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到. -269℃ (如金铁镍铬质热电偶),最高可达+2 800℃ (如钨铼热电偶)。③构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝构成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
1.1热电偶测温基本原理
  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。当导体A和B的两个执着点之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一一个大小的电流,这种现象称.为热电效应。热电偶就是利用这- -效应来工作的。
1.2热电偶 的种类及结构形式
(1)热电偶的种类
  常用的热电偶可分为标准化热电偶和非标准化热电偶两大类。标准化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-的标准分度表的热电偶。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,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量,
(2)热电偶的结构形式
为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:
①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固; .
②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;
补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;
④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
(3)热电偶冷端的温度补偿
  由于热电偶的材料一般都比较贵重 (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,热电偶补偿导线只起延伸热电极的作用,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,还需采用其它修正方法来补偿冷端温度变化对测温的影响。
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℃。
(4)温度测量仪表的分类
  温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表比较简单、可靠,测量精度较高;但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换,并需要一定的时间才能达到热平衡,所以存在测温的延迟现象,同时受耐高温材料的限制,不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的,测温元件不需与被测介质接触,测温范围广,不受测温上限的限制,也不会破坏被测物体的温度场,反应速度-般也比较快;但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水汽等外界因素的影响,其测量误差较大。
2热电偶在石灰窑中的应用
2.1热电偶在气烧石灰窑中使用时应满足的条件
1)温度特性曲线应满足所要求的测量温度精度;
2)输出信号易于处理;
3)漂移和时效变化较小,并具有互换性;
4)对温度以外的物理量不敏感; .
5)尺寸小,便于安装;
6)具有较好的机械、化学、抗辐射等性能;
7)安全、无毒。
2.2热电偶 检测所产生的误差因素和应注意事项
1)如果传感器的装配方法不当,就会使传感器的温度与被测温度不- -致;
2)要注意传感器的最高使用温度及允许误差;
3)要注意传感器的工作时间;
4)热电偶的补偿导线及冷却补偿会带来误差;
5)还应注意测试仪器的误差。
2.3热电偶使用时对周围环境的影响
1)磁场
  热电偶材料在高压环境中由于原子间距减小,能带来结构变化,也会在温度梯度场中出现额外的压力。可通过正确设计高压装置、合理布置测.温电路,将其影响降低到最低程度。
2)核辐射
热电偶材料在热中子的辐射下,由于有些元素会变成不稳定的同位素,继而衰变为其它的元素,从而使热电能变化。因此选择中子截面小的、不产生不稳定同位素的热电偶材料。
2.4根据热电偶 的准确测量值来判断窑况
  在气烧石灰窑中,热电偶测量窑顶烟气的温度是判断煅烧带是否.上移的重要依据,同时控制好窑顶烟气温度也可以保护好窑顶设备。在预热带和上下煅烧带、冷却带都可以从测量到的温度的异常变化来正确判断窑况,见表1。
 
结束语
  在石灰窑中应用的热电偶,由于受到测量误,差和环境等因素的影响,造成测量结果的不准确,从而影响对窑况的判断,严重时会造成棚料、导致休煤气,影响到石灰窑的正常生产,从而增加,生产成本因此,热电偶的准确测量是正确判断窑况的关键因素,从而可以减少工艺事故的发生,,保证石灰窑的稳定运行。
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