摘要:在玻璃生产中热电偶、热电阻是热工监测与测试的计量工具,发挥着重要的作用。在当前各类玻璃制品的生产工艺流程中,检测技术及其应用越来越重要,尤其在对各种产品与构件进行无损擦伤、测量与计量方面,玻璃热电偶、热电阻作用功不可没,对于提高玻璃制品的质量与企业的经济效益是不可或缺的。
关键词:热电偶、热电阻、玻璃、熔窑、锡槽等
热电偶和热电阻的区别?
热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温,尽管其作用相同都是测量物体的温度,但是他们的原理与特点却不尽相同.
首先,介绍一下热电偶,热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件,他的主要特点就是测吻范围宽,性能比较稳定,同时结构简单,动态响应好,更能够远传4-20mA电信号,便于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生热电势,这种现象称为热电效应,又称为塞贝克效应。闭合回路中产生的热电势有两种电势组成;温差电势和接触电势。温差电势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电势,不同的导体具有不同的电子密度,所以他们产生的电势也不相同,而接触电势顾名思义就是指两种不同的导体相接触时,因为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散,当他们达到一定的平衡后所形成的电势,接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接触点的温度。
其次我们介绍一下热电阻,热电阻虽然在工业中应用也比较广泛,但是由于他的测温范围使他的应用受到了一定的限制,热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点也很多,也可以远传电信号,灵敏度高,稳定性强,互换性以及准确性都比较好,但是需要电源激励,不能够瞬时测量温度的变化。
热电阻与热电偶的选择最大的区别就是温度范围的选择,热电阻是测量低温的温度传感器,一般测量温度在-200~600℃,而热电偶是测量中高温的温度传感器,一般测量温度在400~1600℃,在选择时如果测量温度在200℃左右就应该选择热电阻测量,如果测量温度在600℃就应该选择K型热电偶,如果测量温度在1200~1600℃就应该选择S型或者B型热电偶。
工作原理不同:
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的
热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。 工业用装配式、铠装式热电偶作为测量温度的传感器,通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。
应用特点:
热电阻由导体或半导体制成,优点是信号可以远传、灵敏度高,无参比温度。其缺点是需要电源激励,有自然现象,影响测量精度。
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是:
①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
②测量范围广。常用的从-50~ 1600℃均可边续测量,某些特殊最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达 2800℃(如钨-铼)。
③构造简单,使用方便。通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
测量范围不同:
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器,一般采用Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800摄氏度,铜热电阻为零下40到140摄氏度。热电阻和热电偶一样的区分类型,但是他却不需要补偿导线,而且比热电偶便宜。
而热电偶测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。它可以直接测量各种生产过程中从0℃-1800℃范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面温度。
热电偶生产中的结构形式:
为了保证可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:
① 组成的两个热电极的焊接必须牢固;
② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;
③ 补偿导线与自由端的连接要方便可靠;
④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
玻璃生产中的应用情况:
铂铑热电偶采用贵金属高纯铂金为负极,烧结光亮炉,用于粉未冶金,真空炉,铂铑合金为正极,冶炼炉及多种耐火材料、陶瓷、瓷器烧制,外管材质为刚玉,测量温度为0-1800℃
一般玻璃窑炉测量温度都使用WRR-132.B.铂铑30-铂铑6[双铂铑]热电偶,这种热电偶的保护管是刚玉材料,长期工作温度1600度,刚玉这种材料熔点很高,达2050度,菏重软化点也在1800度以上,而玻璃窑的温度一般在1350--1600度,远在软化点和熔点以下,可是,几乎很少有使用寿命超过3个月的,都是保护管底蚀穿,我们知道,一支B型热电偶的价格要几千元,损失很大,原因不是保护管不耐高温,而是刚玉保护管这种材料不适合玻璃/陶瓷熔块的环境,刚玉的化学成分是三氧化二铝,这种材料很容易和玻璃原料中的低熔点物质发生低温共熔,我们采用的进口保护管专门克服玻璃和陶瓷熔块的腐蚀性,有效提高热电偶的使用寿命,节约生产成本.WRR-139 B 玻璃窑专用热电偶采用进口保护管,耐高温腐蚀,适合玻璃熔窑和陶瓷熔块窑温度测量,使用寿命比普通[WRR-132 B]热电偶 刚玉保护管长3倍!
烟道中烟气温度的检测对分析燃烧情况和充分利用余热是很重要的,一般用热电偶来测量。
抽气热电偶广泛用于窑炉、燃烧室中烟气温度的测量,在实际生产中热电偶的应用较热电阻应用广泛些。
一般玻璃生产中用热电偶测量玻璃液的温度,采用热电阻测量重油的温度。
总结:
热电偶、热电阻作用在玻璃生产中功不可没,对于提高玻璃制品的质量与企业的经济效益是不可或缺的。所以选择合适的热电偶、热电阻应用到适合的地方,对玻璃生产中温度制度的控制起着举足轻重的作用,对生产高质量的玻璃有很大的影响。
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