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    全面概述關于K型和N型熱電偶技術的重大發展細節分析
    時間: 2020-04-26 09:01 瀏覽次數:
    熱電偶是用于工業溫度測量的最廣泛使用的溫度傳感器,已有80多年的歷史。這種情況一直存在并將繼續存在的原因是由于熱電偶本身的基本原理; 也就是說,它是一種簡單,堅固且


          熱電偶是用于工業溫度測量的最廣泛使用的溫度傳感器,已有80多年的歷史。這種情況一直存在并將繼續存在的原因是由于熱電偶本身的基本原理; 也就是說,它是一種簡單,堅固且低成本的傳感器,具有易于測量的輸出。
          賤金屬熱電偶(最初為K,J,E或T型傳感器)的工作溫度范圍為-200至1000°C(-328至1800°F),從食品生產到金屬的各個方面處理。最初以絕緣線結構的形式,到20世紀40年代,它采用礦物絕緣熱電偶結構的形式,其具有提供更堅固的裝置以及增加基底金屬熱電偶的溫度范圍的效果。 


          對于在1000°C(1800°F)以上使用的K型組合尤其如此。在20世紀60年代,N型熱電偶組合的發展推動了賤金屬熱電偶的工作溫度范圍更高,因為它逐漸被認為是在高達1250°C的區域工作的基礎金屬熱電偶組合的首選(2380°F)。
          K型或N型熱電偶由于其整體性能,在高達1250°C的溫度范圍內仍然是工業首選的傳感器。這使它們成為這個溫度范圍內最具成本效益的傳感器,也是業界最廣泛使用的傳感器。
          由于這種工業的長期經驗,基礎金屬熱電偶的局限性也被廣泛理解。主要問題是暴露于高溫時的漂移或輸出變化。溫度越高,漂移越大,因此使用這些傳感器進行溫度測量時誤差越大。
          工業界通過規范詳細說明過程中的檢查程序并限制賤金屬傳感器的使用壽命來抵消K型和N型熱電偶的這種限制。諸如SAE,AMS 2750公布的熱處理規范等規格詳述了暴露于這些溫度后的最高溫度和使用次數。這就是K型和N型熱電偶如何以及為何仍然是工業應用中最具成本效益的溫度傳感器。
    新發展
          今天,我們可以告知您基礎金屬熱電偶技術的重大發展,這將進一步增強和加強工業中K型和N型熱電偶的位置,同時也增加這些工業傳感器可靠運行的可能溫度范圍。由于劍橋大學研究人員開展了開創性的基礎科學工作,設計了一種新的低漂移,高溫型K和N型礦物絕緣熱電偶傳感器。
          過去六年來,研究人員一直在研究這些傳感器漂移的原因和機制。一旦了解了漂移的實際原因的基本原理,他們就會將注意力轉移到應用其廣泛的專業知識來研究如何減少或阻止漂移過程的主要原因。與所有最好的發展一樣,他們得出的概念非常簡單。
          一旦開發出這種新型低漂移型K和N型熱電偶的概念,下一步就是進行測試,看看理論和實踐是如何實際運作的。劍橋大學的實驗室進行了廣泛的測試,并且由位于英國的工業IEC 17025認可的校準實驗室進行了進一步的獨立測試。測試結果無疑證實了新設計的K型或N型礦物絕緣的熱電偶顯著減少了漂移到以前從未見過的水平。
    新設計如何運作?
          負責此項開發的研究人員Michele Scervini博士和上海自動化儀表三廠技術總監Trevor Ford撰寫的技術出版物和白皮書已經出版。它們提供了新的低漂移電纜設計的細節以及廣泛測試的結果,這些測試證實了這些傳感器對任何賤金屬熱電偶對應物的優異低漂移性能(圖2)。


    為什么這個新設計獨一無二?
          大多數科學發展,溫度測量也不例外,通常都是測量的基礎,例如開發新的純元件熱電偶組合,它們可以提高高精度的準確性。溫度范圍。然而,往往是這種情況,這種發展將主要用于實驗室操作而不是直接用于工業應用。K型和N型傳感器技術的這種低漂移開發不僅在低漂移溫度測量性能方面實現了重大飛躍,而且還提供了一種傳感器,可以直接增加對日常工業溫度測量的信心。
          這是工業接觸式溫度傳感器的操作性能首次大幅提升之一,其不需要工業用戶改變測量設備,布線或程序使用以獲得顯著增加。在外觀和操作方面,新的低漂移MI型K和N熱電偶傳感器將向外看起來相同。實際上,用戶將看到的唯一差異是漂移的顯著減少,因此提高了精度測量性能。
    這項新技術如何應用于工業?
          如上所述,已經開發了許多規范以確保當K型和N熱電偶的現有設計用于精確或臨界溫度測量時。通過規定操作時間和溫度可以最大限度地減少漂移限制。不幸的是,這些相同的規格將導致這種新型熱電偶設計的采用緩慢。由于新的低漂移熱電偶仍被指定為K型或N型,因此仍然適用規格限制。這將導致用戶無法利用傳感器的較低漂移,較高溫度,較高穩定性的特性。
    摘要
          在工業可以利用溫度測量技術的這一進步之前,我們如何確保20年不會像N型熱電偶開發那樣通過?最好的方法是讓用戶寫信給相關標準委員會,要求他們審查基本金屬熱電偶的當前標準限制,以便將這種新設計添加到標準中。 
     

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