鎳鉻硅-鎳硅熱電偶技術(shù)介紹

鎳鉻硅-鎳硅熱電偶(N型熱電偶)為廉金屬熱電偶,是一種最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶,是在70年代初由澳大利亞國(guó)防部實(shí)驗(yàn)室研制成功的。它克服了K型熱電偶的兩個(gè)重要缺點(diǎn):K型熱電偶在300~500℃間由于鎳鉻合金的晶格短程有序而引起的熱電動(dòng)勢(shì)不穩(wěn)定;在800℃左右由于鎳鉻合金發(fā)生擇優(yōu)氧化引起的熱電動(dòng)勢(shì)不穩(wěn)定。正極(NP)的名義化學(xué)成分為:Ni:Cr:Si=84.4:14.2:1.4,負(fù)極(NN)的名義化學(xué)成分為:Ni:Si:Mg=95.5:4.4:0.1,其使用溫度為-200~1300℃。
N型熱電偶具有線性度好,熱電動(dòng)勢(shì)較大,靈敏度較高,穩(wěn)定性和均勻性較好,抗氧化性能強(qiáng),價(jià)格便宜,不受短程有序化影響等優(yōu)點(diǎn),其綜合性能優(yōu)于K型熱電偶,是一種很有發(fā)展前途的熱電偶.
N型熱電偶不能直接在高溫下用于硫,還原性或還原,氧化交替的氣氛中和真空中,也不推薦用于弱氧化氣氛中。 
1,均質(zhì)導(dǎo)體定律 
由同一種均質(zhì)材料(導(dǎo)體或半導(dǎo)體)兩端焊接組成閉合回路,無論導(dǎo)體截面如何以及溫度如何分布,將不產(chǎn)生接觸電勢(shì),溫差電勢(shì)相抵消,回路中總電勢(shì)為零。 
可見,熱電偶必須由兩種不同的均質(zhì)導(dǎo)體或半導(dǎo)體構(gòu)成。若熱電極材料不均勻,由于溫度梯存在,將會(huì)產(chǎn)生附加熱電勢(shì)。 
2,中間導(dǎo)體定律 
熱電偶回路中接入中間導(dǎo)體(第三導(dǎo)體),只要中間導(dǎo)體兩端溫度相同,中間導(dǎo)體的引入對(duì)熱電偶回路總電勢(shì)沒有影響,這就是中間導(dǎo)體定律。 
應(yīng)用:依據(jù)中間導(dǎo)體定律,在熱電偶實(shí)際測(cè)溫應(yīng)用中,常采用熱端焊接、冷端開路的形式,冷端經(jīng)連接導(dǎo)線與顯示儀表連接構(gòu)成測(cè)溫系統(tǒng)。 
有人擔(dān)心用銅導(dǎo)線連接熱電偶冷端到儀表讀取mV值,在導(dǎo)線與熱電偶連接處產(chǎn)生的接觸電勢(shì)會(huì)使測(cè)量產(chǎn)生附加誤差。根據(jù)這個(gè)定律,是沒有這個(gè)誤差的! 
3,中間溫度定律 
熱電偶回路兩接點(diǎn)(溫度為T、T0)間的熱電勢(shì),等于熱電偶在溫度為T、Tn時(shí)的熱電勢(shì)與在溫度為Tn、T0時(shí)的熱電勢(shì)的代數(shù)和。Tn稱中間溫度。 
應(yīng)用:由于熱電偶E-T之間通常呈非線性關(guān)系,當(dāng)冷端溫度不為0攝氏度時(shí),不能利用已知回路實(shí)際熱電勢(shì)E(t,t0)直接查表求取熱端溫度值;也不能利用已知回路實(shí)際熱電勢(shì)E(t,t0)直接查表求取的溫度值,再加上冷端溫度確定熱端被測(cè)溫度值,需按中間溫度定律進(jìn)行修正。初學(xué)者經(jīng)常不按中間溫度定律來修正! 
4,參考電極定律 
這個(gè)定律是專業(yè)人士才研究、關(guān)注的,一般生產(chǎn)、使用環(huán)節(jié)的人士不太了解,簡(jiǎn)單說明就是:用高純度鉑絲做標(biāo)準(zhǔn)電極,假設(shè)鎳鉻-鎳硅熱電偶的正負(fù)極分別和標(biāo)準(zhǔn)電極配對(duì),他們的值相加是等于這支鎳鉻-鎳硅的值。 

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