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1、l热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，目前约有目前约有5050的工程温度的工程温度控制工作是用控制工作是用热电热电偶偶来完成的。来完成的。l特别是在特别是在钢铁、有色金属、火力发电站、航钢铁、有色金属、火力发电站、航空发动机、原子能反应堆、石油精炼、化工、空发动机、原子能反应堆、石油精炼、化工、机械热处理机械热处理等高温领域中，热电偶是最主要等高温领域中，热电偶是最主要的测温手段。的测温手段。2021/3/10讲课内容讲课内容l1、什么是热电偶？、什么是热电偶？l2、热电偶基本原理、热电偶基本原理l3、热电偶回路性质、热电偶回路性质l4、热电极材料、
2、热电极材料l5、标准热电偶与非标准热电偶、标准热电偶与非标准热电偶2021/3/101、热电偶是什么东西？、热电偶是什么东西？l两个问题：两个问题：l1）热电偶是什么东西？）热电偶是什么东西？l2）热电偶是如何起源的？）热电偶是如何起源的？2021/3/10第一个故事：第一个故事：珀尔帖珀尔帖l1834年，法国钟表匠年，法国钟表匠珀尔帖珀尔帖将两种电子数密度不将两种电子数密度不同的金属材料连接在一起，发现一个问题：同的金属材料连接在一起，发现一个问题：2021/3/10珀尔帖实验珀尔帖实验结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。 热电极
3、热电极A A自由端自由端（参考（参考端、冷端、冷端）端） 测量端测量端（工作（工作端、热端、热端）端） 热电极热电极B B热电势热电势AB2021/3/10接触电势接触电势(珀尔帖电势珀尔帖电势)l珀尔帖电动势的数量级在珀尔帖电动势的数量级在101103V之间，之间，其数值大小除与金属材料有关外，还与其数值大小除与金属材料有关外，还与温温度度有关，表示为：有关，表示为：l珀尔帖效应不是一种接触现象，与接点的珀尔帖效应不是一种接触现象，与接点的接触情况毫无关系，只是由接触情况毫无关系，只是由材料的固有性材料的固有性质质决定的。决定的。2021/3/10接触电势接触电势 l假设假设NANB，则由于
4、电子数密度梯度的存在而发，则由于电子数密度梯度的存在而发生扩散现象：由生扩散现象：由A向向B扩散扩散,A失去电子带正电失去电子带正电,B得得到电子带负电到电子带负电,从而在接触面之间形成电场从而在接触面之间形成电场E 。2021/3/10回路中的接触电势回路中的接触电势2021/3/10第二个故事：第二个故事：汤姆逊效应汤姆逊效应l1854年，年，汤姆逊汤姆逊发现，同一种金属如存在温发现，同一种金属如存在温度梯度，如度梯度，如1处温度处温度T0,2处温度处温度T0T，则，则温度高端自由电子动能大温度高端自由电子动能大,会向温度低端移动，会向温度低端移动，产生电动势产生电动势,称为称为汤姆逊电势
5、（开尔文）汤姆逊电势（开尔文），其，其值的大小为两端温度的函数：值的大小为两端温度的函数：2021/3/10第三个：第三个：塞贝克效应塞贝克效应 seebackl材料和温度都不同。材料和温度都不同。l1821年，德国医生年，德国医生塞贝克塞贝克将两种不同材料的导体或半将两种不同材料的导体或半导体导体A和和B连接起来，构成连接起来，构成一个闭合回路（如右图所示）一个闭合回路（如右图所示），当两接点温度不同时，回，当两接点温度不同时，回路中将有电流流动，此电流路中将有电流流动，此电流称为热电流。称为热电流。l由于回路中的电流太小，当由于回路中的电流太小，当时塞贝克无法检知。时塞贝克无法检知。 20
6、21/3/10塞贝克电动势塞贝克电动势l塞贝克电动势塞贝克电动势l塞贝克系数塞贝克系数SAB2021/3/10对于金属热电极来说，因对于金属热电极来说，因自自由电子浓度很高由电子浓度很高，两端温差，两端温差不会明显改变两端电子浓度不会明显改变两端电子浓度差异，因此可以差异，因此可以忽略单一导忽略单一导体的温差电势体的温差电势 。已知条件已知条件AB2021/3/10lEAB(T2,T1)热电偶的电动势；热电偶的电动势；lEAB (T2)温度为温度为T2端的电动势（端的电动势（工作端，感温工作端，感温端端）；）；lEAB (T1)温度为温度为T1端的电动势（端的电动势（连接仪表端，连接仪表端，参
7、比端，冷端参比端，冷端），），l将热电偶的将热电偶的一个接点保持在一个恒定不变一个接点保持在一个恒定不变的温的温度度T1，则热电偶的电动势仅随另一个接点的温，则热电偶的电动势仅随另一个接点的温度度T2的变化而变化，也就是说，此时热电偶的的变化而变化，也就是说，此时热电偶的电动势是温度电动势是温度T的单值函数。的单值函数。2021/3/102、热电偶基本原理、热电偶基本原理l热电偶定义：热电偶定义：由两种不同材料的导体或半由两种不同材料的导体或半导体连接起来，用来测量温度的元件，称导体连接起来，用来测量温度的元件，称为热电偶。这两种导体称为热电极。为热电偶。这两种导体称为热电极。l热电偶测温方法
8、：热电偶测温方法：l（1） 1823年，物理学家贝克勒尔年，物理学家贝克勒尔0300 Fe-Cu回路回路l（2） 列列卡特列尔使热电偶成为一种真正适用的卡特列尔使热电偶成为一种真正适用的高温计，高温计， 500度左右的高温时采用度左右的高温时采用PtRh10-Pt（铂（铂铑铂）热电回路。铑铂）热电回路。贵金属贵金属2021/3/10注意事项注意事项:（1）热电偶热电偶并不是测量接点的温度并不是测量接点的温度T2，而是，而是测量的测量的温度差温度差T2- T1。（2）热电偶回路）热电偶回路热电动势的大小只与组成热电偶热电动势的大小只与组成热电偶的材料及两端的温度有关的材料及两端的温度有关，而与热
9、电偶丝（偶丝），而与热电偶丝（偶丝）的几何形状（长短粗细）无关。的几何形状（长短粗细）无关。（3）材料不同或接触点温度不同才有热电动势。）材料不同或接触点温度不同才有热电动势。2021/3/10注意事项：注意事项：(4）接触电势与温差电势相比要大得多。接触电势与温差电势相比要大得多。因而因而热电偶回路的总热电动势由接触电动势大小确热电偶回路的总热电动势由接触电动势大小确定。定。(5）热电偶的极性由金属材料的电子数密度大）热电偶的极性由金属材料的电子数密度大小确定，小确定，电子数密度大的金属导体为正极电子数密度大的金属导体为正极。(6）当热电偶的两个热电极材料已知时，在实）当热电偶的两个热电极材
10、料已知时，在实验室中精确测定验室中精确测定热电偶的热电偶的E-T特性程度为分度特性程度为分度。 2021/3/102021/3/103、热电偶回路基本性质、热电偶回路基本性质l3.1 均质回路定律均质回路定律l3.2 中间导体定律中间导体定律l3.3 中间温度定律中间温度定律有了基本原有了基本原理后如何运理后如何运用？用？2021/3/103.1 均质回路定律均质回路定律l均质回路定律均质回路定律:由一种由一种均质材料均质材料组成的闭合组成的闭合回路，不论材料长度方向各处温度如何分回路，不论材料长度方向各处温度如何分布（布（依靠局部加热或冷却或改变其横截面依靠局部加热或冷却或改变其横截面积积）
11、，回路中均不产生热电势。），回路中均不产生热电势。2021/3/10均质回路定律作用：均质回路定律作用：l作用作用：检验材料的均匀性。检验材料的均匀性。（1）加热杂质段与均质段的交接处，则回）加热杂质段与均质段的交接处，则回路中会产生热电动势。路中会产生热电动势。（2）热电偶急冷急热，热电极材料晶粒粗热电偶急冷急热，热电极材料晶粒粗大，产生不均匀性大，产生不均匀性。组成热电偶的两种材。组成热电偶的两种材料必须各自都是均质的料必须各自都是均质的,否则会由于沿热电否则会由于沿热电偶长度方向存在温度梯度而产生附加电势，偶长度方向存在温度梯度而产生附加电势，从而因热电偶材料不均引入误差。从而因热电偶材
12、料不均引入误差。2021/3/103.2 中间导体定律：中间导体定律：测温测温l在热电偶回路中插入第三种（或多种）均质材在热电偶回路中插入第三种（或多种）均质材料，料，只要所插入的材料两端连接点温度相同只要所插入的材料两端连接点温度相同，则所插入的第三种材料不影响原回路的热电势，则所插入的第三种材料不影响原回路的热电势，即即热电偶产生的电动势保持不变热电偶产生的电动势保持不变。2021/3/10假设假设T=T02021/3/10中间导体定律作用：中间导体定律作用：拉线拉线（1）在热电偶回路中）在热电偶回路中可拉入测量热电势的可拉入测量热电势的仪表和导线仪表和导线，只要保持两端接点的温度相同，只
13、要保持两端接点的温度相同，不影响回路测量结果。不影响回路测量结果。（2）热电偶的接点不仅可经焊接而成，也）热电偶的接点不仅可经焊接而成，也可以借用可以借用均质等温的导体加以连接均质等温的导体加以连接。(对于对于不易焊接的两极不易焊接的两极)2021/3/103.3 中间温度定律：中间温度定律：补偿导线补偿导线 l中间温度定律中间温度定律:两种不同材料组成的热电偶回两种不同材料组成的热电偶回路，其接点温度分别为路，其接点温度分别为T0和和T2时的热电势时的热电势EAB(T0,T2)等于等于“两个两个”热电偶在连接点温度热电偶在连接点温度为为(T0,T1)和和(T1,T2)时相应的热电势时相应的热
14、电势EAB(T0,T1)和和EAB(T1,T2)的代数和，其中的代数和，其中T1为中间温度。为中间温度。假设假设A和和A不是不是一种材料！一种材料！T0为被测温度，为被测温度，T大于大于T1,T1大于大于T2！2021/3/10中间温度定律中间温度定律2021/3/10中间温度定律的应用中间温度定律的应用:l补偿导线使用成为可能，避免贵金属补偿导线使用成为可能，避免贵金属大量使用。大量使用。l当热电偶当热电偶冷端冷端（参比端）温度（参比端）温度T1不为不为0时，且时，且T1已知，仍可以采用已知，仍可以采用热电热电偶分度表偶分度表求得被测温度求得被测温度T2值。值。l例例12021/3/10例例
15、1：l冷端温度为冷端温度为20，热电偶为，热电偶为铂铑铂铂铑铂，毫毫伏表伏表测得的电动势为测得的电动势为0.3毫伏，求被测物体毫伏，求被测物体的温度。的温度。l已知条件：已知条件：E1=0.3毫伏，毫伏，T1=20,T2=0，求求T0=?l解：查表，解：查表，E2=0.113毫伏，则毫伏，则E=E1E2=0.413毫伏毫伏。查表。查表T0=67。l前提条件：前提条件：冷端温度用其他办法测出来。冷端温度用其他办法测出来。2021/3/10l例例2：镍铬镍硅热电偶镍铬镍硅热电偶，AB为为补偿导线补偿导线，Cu为铜导线，已知接线盒为铜导线，已知接线盒1的温度的温度t1=40, t2=0 ，t3=20
16、 。当。当Ux39.314mV时，计算被测时，计算被测点温度点温度tx。如果。如果AB换成铜导线，此时换成铜导线，此时Ux37.701mV，求，求tx 。txAB说明：说明：补偿导线在温度较补偿导线在温度较低时（低时（100度）其电子数度）其电子数目与偶丝一样！目与偶丝一样！2021/3/10说明：说明：采用不同采用不同导线测同一温度，导线测同一温度，热电势不相等。热电势不相等。2021/3/104、热电极材料、热电极材料基本要求基本要求l理论上任何两种导体（或半导体）材料都可理论上任何两种导体（或半导体）材料都可以组配成热电偶以组配成热电偶，但是要制成使用的测温元，但是要制成使用的测温元件，
17、热电极材料必须具有一定的要求：件，热电极材料必须具有一定的要求：l（1）热电极材料之间的热电动势应足够大热电极材料之间的热电动势应足够大，并且随温度呈单值函数变化。并且随温度呈单值函数变化。l（2）热电极材料的熔点应足够高热电极材料的熔点应足够高，以便配，以便配成的热电偶能在较宽的温度范围内工作。热成的热电偶能在较宽的温度范围内工作。热电偶最高使用温度比热电极材料的熔点低电偶最高使用温度比热电极材料的熔点低50150。2021/3/10l（3）热电极材料应具有）热电极材料应具有良好的高温抗氧化良好的高温抗氧化性和抗环境介质的腐蚀性性和抗环境介质的腐蚀性。l（4）热电极材料的）热电极材料的热电特
18、性热电特性在使用过程中在使用过程中或分度时应或分度时应稳定不变稳定不变。l（5）热电极材料应具有）热电极材料应具有良好的塑性和足够良好的塑性和足够高的机械强度高的机械强度，以利于加工成丝材。，以利于加工成丝材。热电极材料热电极材料基本要求基本要求热电极材料特殊要求热电极材料特殊要求2021/3/10 第一种方法：第一种方法：互相搭配互相搭配 按材料的绝对热电动势特性选配按材料的绝对热电动势特性选配I:导体导体A和和B的塞贝克系数的塞贝克系数SAB与导体与导体A和和B自身的绝对热电自身的绝对热电动势动势SA、SB之间存在如下的之间存在如下的关系：关系： SABSASB，因此配，因此配对材料应选择
19、具有对材料应选择具有相反符号相反符号的，量值大的，量值大的的SA和和SB。II:导体导体A和和B的绝对热电动势的绝对热电动势率随温度变化的率随温度变化的曲线斜率要曲线斜率要求相等求相等 。线性！。线性！2021/3/10第二种方法：第二种方法：与参照物搭配与参照物搭配 按参比电极定律选配按参比电极定律选配 l参比电极定律参比电极定律：若导体：若导体A和和B分别与某个参分别与某个参比热电极比热电极C组成热电偶，当两接点温度都在组成热电偶，当两接点温度都在T0和和T时，则所产生的热电动势为时，则所产生的热电动势为EAC和和EBC。EAB（T0，T）EAC（T0，T）EBC（T0，T）2021/3/
20、10按参比电极定律选配按参比电极定律选配 l当用导体当用导体A和和B直接配对热电偶，其两接点直接配对热电偶，其两接点的温度也在同样的温度的温度也在同样的温度T0和和T时，所产生的时，所产生的热电动势热电动势EAB为上述两种热电偶的热电动势为上述两种热电偶的热电动势之差。之差。EAB（T0，T）EAC（T0，T）EBC（T0，T）2021/3/10参比电极定律的作用参比电极定律的作用l参比电极的使用简化了热电极的选配工作。参比电极的使用简化了热电极的选配工作。l只要获得有关热电极与只要获得有关热电极与标准电极（铂电极）标准电极（铂电极）配对的热电势配对的热电势，那么任何两种热电极配对，那么任何两
21、种热电极配对时的热电势便可以通过公式求得，而时的热电势便可以通过公式求得，而不需不需重新进行测定重新进行测定。l标准电极标准电极：纯度非常高的铂作为参比电极，：纯度非常高的铂作为参比电极，Pt-67。2021/3/10l世界上仅南非和俄罗斯出产。世界上仅南非和俄罗斯出产。l 铂金的抗氧化能力强，熔点高；良好的催化剂，被广铂金的抗氧化能力强，熔点高；良好的催化剂，被广泛用于汽车尾气排放装置；任何人的皮肤对铂金都不会有泛用于汽车尾气排放装置；任何人的皮肤对铂金都不会有过敏现象，可做成电极用于电子脉冲调节器；可用于制造过敏现象，可做成电极用于电子脉冲调节器；可用于制造潜水深度达潜水深度达200米的深
22、水手表。米的深水手表。lPt900代表纯铂含量高达代表纯铂含量高达90的铂金首饰。的铂金首饰。lPt-27是是27号熔铂炉炼出的铂材料，到了号熔铂炉炼出的铂材料，到了60年年代材料用竭。代材料用竭。lPt-67年代名，其纯度年代名，其纯度99.999% 。 铂金常识铂金常识2021/3/105、标准热电偶、标准热电偶l标准热电偶标准热电偶是指国家标准规定了其热电势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准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。仪表可供选用。 l非标准化热电偶非标准化热电偶在使
23、用范围或数量级上均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。度表，主要用于某些特殊场合的测量。2021/3/105.1 热电偶的国际标准热电偶的国际标准l国际上规定热电偶分为八个不同的分度，国际上规定热电偶分为八个不同的分度，分别为分别为B，R，S，K，N，E，J和和T，其测，其测量温度的最低可测零下量温度的最低可测零下270摄氏度，最高可摄氏度，最高可达达1800摄氏度。摄氏度。l其中其中B，R，S属于铂系列的热电偶，由于铂属于铂系列的热电偶，由于铂属于贵重金属，所以他们又被称为属于贵重金属，所以他们又被称
24、为贵金属贵金属热电偶热电偶，而剩下的几个则称为廉价金属热，而剩下的几个则称为廉价金属热电偶。电偶。l写法：写法：BP/BN2021/3/10贵金属热电偶贵金属热电偶l优点优点：高温下使用；高温下使用；物理性能稳定；物理性能稳定；测量精度高；测量精度高；便于复制；便于复制；熔点高。熔点高。l缺点：缺点：材料成本高；材料成本高；灵敏度低（热电势低！灵敏度低（热电势低！）。）。还原性气氛、侵蚀性还原性气氛、侵蚀性气氛、金属蒸汽易断气氛、金属蒸汽易断丝。丝。S:铂铂铑铑10-铂铂R:铂铂铑铑13-铂铂B:铂铂铑铑30-铂铑铂铑6http:/ 1890年年l优点：优点：性质稳定，精度高，抗氧化能力性质稳
25、定，精度高，抗氧化能力强，在空气或真空环境中，强，在空气或真空环境中，S型热电偶能型热电偶能在在1400下连续使用下连续使用；在；在1750下可以下可以使用它进行短时间的测量。使用它进行短时间的测量。长期工作温长期工作温度度1300 。800度以上度以上l缺点：缺点： 热电特性非线性严重热电特性非线性严重 高温下易升华与再结晶。高温下易升华与再结晶。2021/3/10（3）B型：铂铑型：铂铑30-铂铑铂铑6系列系列 1953年年l测量高温的比较理想的热电偶，可连续用于测量高温的比较理想的热电偶，可连续用于01800温区，能在温区，能在氧化性或惰性气氛氧化性或惰性气氛中使用。中使用。l优点优点：
26、（1）不会出现铑扩散；（不会出现铑扩散；（2）不易发生大结）不易发生大结晶化的现象；（晶化的现象；（3）机械性能好，长期使用后热电）机械性能好，长期使用后热电动势下降的趋势也不明显。动势下降的趋势也不明显。l缺点：缺点：热电动势和灵敏度不如热电动势和灵敏度不如S型和型和R型热电偶型热电偶（尤其在低温范围），（尤其在低温范围），价格贵价格贵。l特点：特点：在在050范围内热电动势很小（范围内热电动势很小（50时为时为3微伏）微伏）,冷端不为冷端不为0度时可不补偿度时可不补偿。2021/3/10（4）K型：型：镍铬（镍铬（9：1）-镍硅（镍硅（97：3）l1906年年 工业使用最广泛的一种，优点：
27、工业使用最广泛的一种，优点：l1）具有较好的抗氧化性能，广泛应用于具有较好的抗氧化性能，广泛应用于5001300的测温范围；的测温范围；l2）01100之间的热电动势与温度的关系之间的热电动势与温度的关系几乎是几乎是线性的线性的，使得显示仪表的刻度均匀；，使得显示仪表的刻度均匀；l3）热电动势大，热电动势大，灵敏度比较高；灵敏度比较高；P272l4）热导率低；）热导率低；l5）便宜，工业中广泛使用（）便宜，工业中广泛使用（1000 以上取代以上取代S型）。型）。2021/3/10（4）K型：缺点型：缺点l1）对应力敏感；对应力敏感；l2）不适用于）不适用于还原性气氛还原性气氛或者交替氧化和或者
28、交替氧化和还原的气氛中；还原的气氛中；l3）不适用于硫气氛中以及真空中；）不适用于硫气氛中以及真空中； 含硫气氛对电极有腐蚀作用含硫气氛对电极有腐蚀作用 真空气氛会使真空气氛会使正极（镍铬）正极（镍铬）中的铬优先蒸发中的铬优先蒸发，使得分度特性变化使得分度特性变化4）精度较铂铑铂热电偶低。）精度较铂铑铂热电偶低。2021/3/10Ni-Cr合金：合金：K状态、择优氧化状态、择优氧化lK状态是状态是NiCr合金特有的晶格变化，当合金特有的晶格变化，当Cr含量在含量在5 30%范围内、温度为范围内、温度为300500时存在原子晶格时存在原子晶格有序有序向向无序无序转变，引转变，引起热电动势不稳定！
29、起热电动势不稳定！l择优氧化：择优氧化：NiCr合金在合金在800左右氧分压左右氧分压较低时同较低时同O2亲和力大的亲和力大的Cr，将发生选择性，将发生选择性氧化，氧化，Cr含量降低会引起热电势偏低含量降低会引起热电势偏低。2021/3/10（5）N型：型：镍铬硅镍铬硅-镍硅镁镍硅镁 1971年年l分度表与分度表与K型热电偶相近，但抗氧化性和稳定性大型热电偶相近，但抗氧化性和稳定性大幅提高。名义成分是：正极为幅提高。名义成分是：正极为14.2%Cr，1.4%Si，余量是余量是Ni；负极为；负极为4.4%Si，0.1Mg，余量为，余量为Ni。l克服克服K型热电偶两个缺点：型热电偶两个缺点：K状态
30、、择优氧化状态、择优氧化l增加了稀土金属增加了稀土金属La、Ce、Y、Ca，使合金丝的高温，使合金丝的高温抗氧化性和热稳定性有明显地提高。抗氧化性和热稳定性有明显地提高。lN型热电偶的型热电偶的长期稳定性远优于长期稳定性远优于K型热电偶，成为型热电偶，成为可用于可用于501300的优秀的廉价金属热电偶。的优秀的廉价金属热电偶。（国际标准热电偶）（国际标准热电偶）2021/3/10（6）E型：镍铬（型：镍铬（9：1）-铜铜镍（康铜）镍（康铜）l适用于适用于200900温区的氧化性或惰性气氛中温区的氧化性或惰性气氛中的温度测量。的温度测量。低温炉广泛使用低温炉广泛使用l热电动势最大热电动势最大、灵
31、敏度最高，制成、灵敏度最高，制成热电堆热电堆，测量，测量微小的温度变化。可用于微小的温度变化。可用于核反应堆核反应堆！福岛核电站福岛核电站l适宜湿度较高度环境，适宜核辐射环境（热电特适宜湿度较高度环境，适宜核辐射环境（热电特性稳定），不适宜于还原性气氛或含碳与含硫气性稳定），不适宜于还原性气氛或含碳与含硫气氛中，氛中，变脆变脆！2021/3/10E型热电偶热电势最大！型热电偶热电势最大！2021/3/10（7） J型：铁型：铁-铜镍系列铜镍系列:Fe-NiCu55l1910年开始使用年开始使用l纯铁纯铁-康铜，但康铜成分与康铜，但康铜成分与E型热电偶中负型热电偶中负极材料不同。极材料不同。lJ
32、P、NPl既可在既可在氧化性气氛氧化性气氛中使用（中使用（750），又可），又可在在还原性气氛还原性气氛中使用（中使用（950），不能在高），不能在高温温含硫的气氛含硫的气氛中使用。中使用。l超过超过500 ，铁氧化速率加快！，铁氧化速率加快！2021/3/10（8）T型：铜型：铜-铜镍系列铜镍系列l正极为纯铜、负极与正极为纯铜、负极与E E型热电偶通用。型热电偶通用。l使用温度低，使用温度低，200200350350l在使用温度范围内，在使用温度范围内，准确度最高准确度最高，稳定性，稳定性和均匀性好！和均匀性好！可制作标准热电偶可制作标准热电偶l铜在铜在500 500 会很快氧化会很快氧化，
33、不超过，不超过400 400 。2021/3/105.2 非标准热电偶非标准热电偶l贵金属热电偶贵金属热电偶:铂铑系铂铑系,钨铼系钨铼系,铱铑铱铑-铂系铂系,双双钼系。钼系。l非金属热电偶非金属热电偶:石墨石墨-石墨石墨(晶型不同晶型不同),碳化硅碳化硅-石墨石墨,硼硼-石墨石墨,氧化铬氧化铬,碳化铌热电偶。具有碳化铌热电偶。具有良好的抗腐蚀性能，热电动势高，熔点高，良好的抗腐蚀性能，热电动势高，熔点高，在高温盐浴炉、钢水、铁水以及炉渣的温在高温盐浴炉、钢水、铁水以及炉渣的温度测量中度测量中可能比较合适可能比较合适。其缺点是热电特。其缺点是热电特性不够稳定，复现性能差。性不够稳定，复现性能差。
34、2021/3/10（1）非标准贵金属热电偶）非标准贵金属热电偶l1）铂铑）铂铑13-铂铑铂铑1、铂铑、铂铑20-铂铑铂铑5、铂铑、铂铑40-铂铑铂铑20l2）钨铼热电偶：）钨铼热电偶：钨铼钨铼3/25、钨铼、钨铼5/26、钨铼钨铼5/20l3）铱铑热电偶：）铱铑热电偶：铱铑铱铑40-铂、铱铑铂、铱铑50-铂、铂、铱铑铱铑60-铂铂l4）双钼热电偶：核辐射高温测量）双钼热电偶：核辐射高温测量1600 2021/3/10铱铑系铱铑系l在氧化性气氛中在氧化性气氛中唯一唯一可以测量到可以测量到2000 的热电偶。的热电偶。l铱铑系列热电偶：铱铑系列热电偶：上限温度可高达上限温度可高达2000，能使用于
35、，能使用于氧化、真空和中性气氧化、真空和中性气氛氛中。中。l国际上有三种铱铑热电偶：铱铑国际上有三种铱铑热电偶：铱铑40铂，铂，铱铑铱铑50铂，铱铑铂，铱铑60铂。铂。2021/3/10钨铼系钨铼系l钨铼系列热电偶：钨铼系列热电偶：钨铼钨铼3-钨铼钨铼25、钨铼、钨铼5-钨铼钨铼26、钨铼钨铼5-钨铼钨铼20。钨铼钨铼5/20l优点：测温范围优点：测温范围0-2800 ，热电势与温，热电势与温度关系近似成直线，灵敏度高。度关系近似成直线，灵敏度高。l使用环境：使用环境：惰性气氛及真空。惰性气氛及真空。不能用于不能用于氧化气氛氧化气氛中，也不适用于还原性气氛中。中，也不适用于还原性气氛中。202
36、1/3/10（2）非标准非金属热电偶）非标准非金属热电偶l石墨（含硼）石墨（含硼）-石墨石墨l石墨石墨-碳化物（碳化物（TiC,NiC,ZrC,ZrB2）l氧化铬热电偶氧化铬热电偶l优点：优点：具有良好的抗腐蚀性能，热电动势具有良好的抗腐蚀性能，热电动势高，熔点高，在高温盐浴炉、钢水、铁水高，熔点高，在高温盐浴炉、钢水、铁水以及炉渣的温度测量中以及炉渣的温度测量中可能比较合适可能比较合适。l缺点：缺点：热电特性不够稳定，复现性能差。热电特性不够稳定，复现性能差。2021/3/102021/3/10总结与回顾总结与回顾l物理基础：物理基础：3种效应种效应l热电偶基本原理：热电偶基本原理：3个个l热电偶回路性质：热电偶回路性质：3个个l热电极材料选取原则：热电极材料选取原则：热电动势、热电动势、参比电极参比电极l标准热电偶：标准热电偶： 8种种2021/3/10
