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一、概述
耐腐蚀热电偶WRNF-131铝水腐蚀热电偶该系列产品由于采用铁基合金或Si3N4结合的SiC及塞隆作为外保护管,并使用高性能铠装热电偶作感温元件;因此,强度高,耐腐蚀性强,热响应快,性能良好,使用寿命长。
主要适用于汽车轮毂及铝加工行业连续测温。
二、 主要技术指标
型号
分度号
允差值
测量范围(℃)
平均使用寿命(天)
WRKLK-130□
-131□
-530□
-531□
K
±0.4%t
或
±0.75%t
0~1000
120
WRK2LK-130□
-131□
-530□
-531□
三、 品种规格(mm)
型 号
测量端保护管
长度L或L×l
材料
直径d
长度l
WRKLK
WRK2LK
-130□
(铁基合金)
MPT-1
35
或
45
300
400
500
600
750
1000
1200
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
WRKLK
WRK2LK
-530□
500×500
750×750
1000×1000
1500×1500
WRKLK
WRK2LK
-131□
喷涂SiC
Si3N4结合SiC
塞隆(Si-Al-O-N)
φ25
或
φ30
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
WRKLK
WRK2LK
-531□
500×500
750×750
1000×1000
1500×1500
订货需知:
1.注明热电偶型号、分度号、使用温度范围。
2.热电偶保护管直径、长度、材质等。
3.有紧固件、法兰装置的,需提供相关尺寸。
耐腐蚀热电偶WRNF-131
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摘 要 介绍热电偶温度计的测温原理。对硫磺装置 E 型热电偶温度计的故障原因进行分析与处理。
在工业生产过程中,温度是过程检测中常见和重要的工艺变量之一,对生产和质量有着举足轻重的影响,因此要求温度测量元件需具备较高的准确性、稳定性和可靠性。热电偶温度计因具有结构简单、使用方便和度高的特点,广泛应用于中高温温区的温度测量 [2] 。在硫磺装置控制系统中,根据工艺要求,采用7 支 E 型热电偶温度计和双金属温度计同时对温度进行测量,测量范围均为 0 ~1 000℃。生产过程中,DCS 控制室的温度指示应该与现场的一次仪表指示一致。然而,在实际测量过程中发现,DCS 指示与现场双金属温度计示数之间总有 6 ~8℃的偏差,而且该偏差随室外温度变化而变化。为此,笔者对硫磺装置 E 型热电偶温度计的故障原因进行了分析,并针对故障进行了相应处理。
1 热电偶温度计的测温原理
1.1 测温原理
热电偶由两种不同材料的导体 A 和 B 焊接或绞接而成。使用时,将热电偶的工作端插入需要测量温度的生产设备中,冷端置于生产设备外,当两端所处温度不同时,在热电偶回路内就会产生热电势,这种物理现象即为热电效应 [1] 。热电偶回路的热电势 E AB (t,t 0 )只与热电极材料和测量端、冷端温度有关,即 E AB (t,t 0 )=E AB (t) - E AB (t 0 )。当冷端温度 t 0 不变、两种热电极材料一定时,E AB (t 0 )=C 为一常数,即:
因此,只要测出热电势的大小,就能判断被测介质温度 t 的高低。
1.2 补偿导线延伸冷端
由热电偶的测温原理可知,只有在热电偶的冷端温度不变时,热电势才是工作端温度的单值函数。但由于冷端温度受环境的影响经常波动,所以需要利用补偿导线把冷端引到温度恒定的地方。
补偿导线一般采用廉价金属材料制作,其热电特性在 0 ~ 100℃ 范围内和对应的热电偶几乎完全一样。因此,使用补偿导线就如同将热电偶延长,使热电偶的冷端能够延伸到距离热源较远、温度较稳定的地方。需要注意的是,不同分度号的热电偶所配的补偿导线不同。
2 E 型热电偶温度计故障分析与处理
2.1 故障分析
在硫磺装置生产运行过程中发现,DCS 指示值与现场双金属温度计示数存在 6 ~8℃的偏差,并且偏差随室外温度变化而变化。由于各测温点同时出现偏差并且温度指示未出现跑 值或指示室外温度的现象,所以首先排除现场热电偶损坏因素。检查 DCS 系统内温度补偿设定,温度补偿正常。综上,怀疑是补偿导线导致测量值存在偏差,因此对补偿导线进行检测。
2.2 故障处理
首先,准备两根标准 K 型补偿导线和一根待标定 E 型补偿导线。将两根标准 K 型补偿导线绞接在一起,其中一根标准 K 型补偿导线在 0 ~100℃范围内代替热电偶作为温度的测量端插入恒温箱内;另外一端放在温度恒定的实验台上,并用一根高精度温度计监测冷端温度。用一台标准毫伏表测量 K 型补偿导线的冷端热电势。用同样的方法将待标定 E 型补偿导线与标准 K 型补偿导线绞接在一起。在恒温箱内插入一根高精度温度计,给定恒温箱一个固定温度,待恒温箱内温度达到给定温度并且稳定后,记录 E型补偿导线冷端在此温度下的热电势值。冷端温度为 20℃时得到的测量数据见表 1。
将表 1 中的测量数据进行处理,得到的数据对比如图1所示。可以看出,待标定E型补偿导线与 K 型补偿导线的热电特性基本一致,而与 E型补偿导线的热电特性却相差很多。然而该补偿导线的电缆外层写着“E 型补偿导线”,因此可以断定,是厂家制作时错将 E 型补偿导线标成了 K型补偿导线,导致了本次故障的发生。
3 结束语
针对硫磺装置生产过程中热电偶温度计出现的故障,通过对比实验进行了原因分析与处理,希望对仪表检修人员在处理类似实际问题时有一定的借鉴价值。
相关产品:WSS-481万向型双金属温度计
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K型热电偶 WRPK
K型铂铑热电偶是一种传统的测温元件,它是一种易弯曲、热反应时间快的高温测温元件,保护管直径为3-8mm之间,可长期测量0-1350范围内的温度,热响应时间<2S。
K型铂铑热电偶是由两种不同成分的导体两端接合成回路时,当两接合点温度不同时,就会在回路内产生热电流。如果热电偶的工作端与参比端存在有温差时,显示仪表将会批示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。
K型铂铑热电偶的热电动热将随着测量端温度升高而增长,它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关、与热电极的长度、直径无关。
K型铂铑热电偶的型号规格
产品名称
型号
外套管材料
使用温度
S型
(铂铑10-铂)
WRPK
Gspan030
Gspan039
25Cr20Ni
800-1350℃
R型
(铂铑13-铂)
WRQK
Gspan030
Gspan039
25Cr20Ni
800-1350℃
B型
(铂铑30-铂6)
(双铂铑)
WRRK
Gspan030
Gspan039
N10276
800-1350℃
主要技术参数
精度等级:I级或II级
公称直径:F1
弯曲半径:R≥5D
公称压力:常压
订货需知:
1.注明热电偶型号、分度号、使用温度。
2.热电偶保护管直径、长度。
3.紧固件、法兰装置,提供尺寸。
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C型热电偶:C型(钨5%铼 - 钨26%铼)热电偶适用于0 - 2320°C(32 - 4200°F)范围内的测量。
由于C型热电偶温度可高达2320°C(4200°F),因此广泛应用于核反应堆,工业加热或可能存在极高温度的地方。它们也广泛用于高压研究。该热电偶非常适用于极高温度的真空炉。
注意事项
上海仪表三厂C型热电偶可用于某些应用,但不适用于大多数工业过程服务。除了昂贵之外,C型对于经受许多典型的高温工艺环境的严格要求是不实际的。有几个原因,其中之一是钨暴露在氧气中会燃烧。因此,必须在真空或惰性气体下操作,绝不能在温度高于260°C(500°F)的氧气存在下使用。发生这种类型的故障的一个例子是玻璃灯泡破裂时。
另外,钨在一定温度范围内被加热和冷却时变脆。即使在惰性气体环境中,焚烧炉或克劳斯装置中的正常振动也会由于脆化线的破损而导致失效。
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