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全面解说关于改善工业应用中K型和N型热电偶的性能(第1部分)

来源:发表时间:2019-04-27


第1部分:矿物绝缘热电偶:当时和现在
介绍
      基础金属矿物绝缘(MI)热电偶是用于工业温度测量的最广泛使用的温度传感器,已有80多年的历史。这种情况一直存在并将继续存在的原因是由于热电偶本身的基本原理,即它是一种简单,坚固,低成本且易于测量输出的传感器。 


      基本金属热电偶 - 最初作为K,J,E或T型传感器 - 已在-200至1000 ° C(-328至1800 ° F)的温度范围内使用,作为工业各个方面的主要传感器,从食品生产到金属加工。最初采用绝缘导线结构的形式,然后到20世纪40年代采用矿物绝缘热电偶结构的形式,这具有提供更坚固的装置以及增加贱金属热电偶的温度范围的效果。对于在1000 ° C(1800 ° F)以上使用的K型组合尤其如此。
      在20世纪60年代,N型热电偶组合的发展推动了贱金属热电偶的工作温度范围更高,因为它逐渐被认为是在高达1250 ° C 的温度范围内工作的基础金属热电偶组合(2380) ° F)。
      这些K和N型热电偶组合仍然是高达1250 ° C 温度范围应用的首选传感器。为什么?由于它们的整体通用性能使它们成为该温度范围内最具成本效益的传感器,因此被业界广泛使用。
      由于这种工业的长期经验,贱金属热电偶的局限性也被广泛理解,即暴露于高温时的输出漂移或变化的问题。温度越高,漂移越大,因此使用这些传感器进行温度测量时误差越大。
      该行业通过制定详细说明过程中检查程序和限制贱金属传感器使用寿命的规范来应对K和N型热电偶的这种限制。SAE,AMS 2750公布的热处理规范等规格详细说明了暴露于这些温度后的最高温度和使用次数。这就是K型和N型热电偶如何以及为何仍然是工业应用中最具成本效益的温度传感器。
新发展
      上海自动化仪表三厂最近在金属热电偶技术方面的重大发展将进一步增强和加强K和N型热电偶在工业应用中的位置,同时还增加了这些传感器可靠操作的可能温度范围。由于剑桥大学研究人员开展了突破性的基础科学工作,设计了一种新的低漂移,高温,矿物绝缘热电偶传感器。
      过去六年来,研究人员一直在研究这些传感器漂移的原因和机制。一旦理解了漂移的根本原因,他们就会将注意力转移到应用其广泛的专业知识来研究如何减少或阻止漂移过程的主要原因。与所有最好的发展一样,他们得出的概念非常简单。
      一旦开发出这种新的低漂移型K和N型热电偶的概念,下一步就是进行测试,看看理论和实践是如何实际运作的。剑桥大学的实验室进行了广泛的测试,并且由位于英国的IEC 17025认证校准实验室进行了进一步的独立测试。测试结果毫无疑问地证实了新设计的矿物绝缘热电偶如何将漂移显着降低到以前从未见过的水平。
      在第2部分中,我们将讨论新的低漂移热电偶技术,使其成为独特的解决方案以及如何将其应用于高温工业应用。

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