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热电偶原理
热电偶是一对两端连接的金属线，当两端触点之间产生温差时，在这个闭合电路中就会产生热电动势，使电路中产生电流。该热电动势的大小和极性由两端的温度和两根金属线的组合决定，不受金属线的粗细或长度的影响。因此，可以通过预先知道特定热电偶在每个温度下的热电动势来测量温度。这些各种热电偶的温度和热电动势特性被JIS、IEC等标准化为热电动势表，并且在世界范围内被标准化。
不言而喻，应根据温度测量范围、测量位置的情况、所需的精度等选择适合该热电偶的导线，并且即使长期连续使用也必须始终具有相同的性能时间。我们生产JIS标准B、R、S、N、K、E、J和T热电偶，但我们也生产W-5Re/W-26Re热电偶等。请选择适合您用途的热电偶。
热电偶结构
实际上，热电偶由热电偶线、保护管、接线盒、绝缘体和其他必要的安装硬件组成。
1.热电偶线
热电偶导线的类型如下页所示，导线的末端被焊接以形成温度测量结点。
2.保护管
它保护热电偶线和绝缘体免受周围环境的影响，并连接安装支架、接线盒等。根据温度测量位置，保护管会受到极其恶劣的工作条件的影响。需要选择适合使用温度、气氛、用途等的材料和形状。
3.接线盒及端子板
这是连接补偿导体和热电偶的接线盒。除了防滴EL型(压铸铝制成)外，我们还有适合使用目的的其他类型的材料和形状。
4.绝缘子
用于热电偶线之间及与保护管之间的绝缘并防止短路，采用JIS 2级绝缘体。
5.安装支架
在保护管上安装安装支架，将热电偶固定到测量位置。
除上述以外，还有一种不带保护管使用的类型。只需在 EXE 或 EXS 等涂层热电偶线的安装热端，您就可以创建适合简单测量的热电偶。特别是，EXS型使用FEP等聚四氟乙烯系树脂，通过用相同的材料模制热接触部，可以形成绝缘型。
热电偶的类型 （JIS C1602）
| 种类 | 特征 | |
|---|---|---|
| 象征 | 构成材料 | |
| B | Pt-30Rh/Pt-6Rh | 一种热电偶，由含 70% 铂和 30% 铑的铂铑合金腿和含 94% 铂和 6% 铑的铂铑合金腿组合而成。其耐热性和机械强度优于R热电偶，可在高达1800℃的温度下使用。 |
| R | Pt-13Rh/铂 | 一种热电偶，由含有 87% 铂和 13% 铑的铂铑合金 + 腿与纯铂 - 腿组合而成。一般来说，热电偶在氧化气氛中具有优异的耐热性和稳定性，并且具有良好的精度。它在还原性气氛或金属蒸气中往往极其弱。 |
| S | 铂-10Rh/铂 | 一种热电偶，由含 90% 铂和 10% 铑的铂铑合金 + 腿与纯铂 - 腿组合而成。 |
| N | Ni-Cr-Si/Ni-Si | 这些热电偶称为 Nicrosil（+ 腿）和 Nisil（- 腿），具有与 K 热电偶非常相似的成分和特性。这是 K 热电偶的改进版本，增加了 Si 的添加量以提高耐热性。 |
| K | 镍铬/镍铝 | 这是一种热电偶，组合了主要由镍和铬制成的合金+腿和主要由镍制成的合金-腿。它是工业上的热电偶，虽然在氧化气氛中表现出相当大的电阻，但在还原气氛中却很弱，特别不适合在含有一氧化碳、二氧化硫气体、硫化氢等的气氛中使用。 |
| E | 镍铬/铜镍 | 结合了 K 型热电偶的 + 支路和 J 型热电偶的 - 支路的热电偶。它相对于温度具有极大的热电动势，因此适合在氧化气氛中使用。 |
| J | 铁/铜镍 | 一种热电偶，结合了铁正极脚和主要由铜和镍制成的合金负极脚。它能抵抗还原性气氛，并且对氢和碳也具有耐用性。它不适合在氧化气氛中使用，因为铁氧化很快。价格相对较低，适合中温应用。 |
| T | Cu/Cu-Ni | 一种热电偶，其结合了由铜制成的正极腿和由主要由铜和镍制成的合金制成的负极腿。在300°C以下的温度下可以获得高精度，特别适合-200°C至+100°C之间的低温。也适用于弱氧化和还原气氛。 |
各国热电偶公差和适用标准列表
| S t a n d a r d sT y p e s | JIS C1602 | IEC 60584-2 | ASTM E230 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temperature range | C l a s s | Tolerance ℃ | C l a s s | Tolerance ℃ | Temperature range | C l a s s | Tolerance ℃ | |
| B | 600℃ or higher and lower than 1,700℃ | 2 | ±0.0025|t| | 2 | ±0.0025|t| | 870℃ or higher and lower than 1,700℃ | STD. | ±0.5％ |
| 600℃ or higher and lower than 800℃ | 3 | ±4 | 3 | ±4 | ||||
| 800℃ or higher and lower than 1,700℃ | ±0.005|t| | ±0.005|t| | ||||||
| R&S | 0℃ or higher and lower than 1,100℃ | 1 | ±1 | 1 | ±1 | 0℃ or higher and lower than 1,450℃ | STD. | ±1.5or ±0.25％ |
| 0℃ or higher and lower than 600℃ | 2 | ±1.5 | 2 | ±1.5 | SP. | ±0.6or ±0.1％ | ||
| 600℃ or higher and lower than 1,600℃ | ±0.0025|t| | ±0.0025|t| | ||||||
| N&K | -40℃ or higher and lower than +375℃ | 1 | ±1.5 | 1 | ±1.5 | 0℃ or higher and lower than +1,260℃ | STD. | ±2.2or ±0.75％ |
| +375℃ or higher and lower than +1,000℃ | ±0.004|t| | ±0.004|t| | ||||||
| -40℃ or higher and lower than +333℃ | 2 | ±2.5 | 2 | ±2.5 | SP. | ±1.1or ±0.4％ | ||
| +333℃ or higher and lower than +1,200℃ | ±0.0075|t| | ±0.0075|t| | ||||||
| -167℃ or higher and lower than +40℃ | 3 | ±2.5 | 3 | ±2.5 | -200℃ or higher and lower than 0℃ | STD. | ±2.2or ±0.2％ | |
| -200℃ or higher and lower than -167℃ | ±0.015|t| | ±0.015|t| | ||||||
| E | -40℃ or higher and lower than +375℃ | 1 | ±1.5 | 1 | ±1.5 | 0℃ or higher and lower than +870℃ | STD. | ±1.7or ±0.5％ |
| +375℃ or higher and lower than +800℃ | ±0.004|t| | ±0.004|t| | ||||||
| -40℃ or higher and lower than +333℃ | 2 | ±2.5 | 2 | ±2.5 | SP. | ±1or ±0.4％ | ||
| +333℃ or higher and lower than +900℃ | ±0.0075|t| | ±0.0075|t| | ||||||
| -167℃ or higher and lower than +40℃ | 3 | ±2.5 | 3 | ±2.5 | -200℃ or higher and lower than 0℃ | STD. | ±1.7or ±1％ | |
| -200℃ or higher and lower than -167℃ | ±0.015|t| | ±0.015|t| | ||||||
| J | -40℃ or higher and lower than +375℃ | 1 | ±1.5 | 1 | ±1.5 | 0℃ or higher and lower than +760℃ | STD. | ±2.2or ±0.75％ |
| +375℃ or higher and lower than +750℃ | ±0.004|t| | ±0.004|t| | ||||||
| -40℃ or higher and lower than +333℃ | 2 | ±2.5 | 2 | ±2.5 | SP. | ±1.1or ±0.4％ | ||
| +333℃ or higher and lower than +750℃ | ±0.0075|t| | ±0.0075|t| | ||||||
| T | -40℃ or higher and lower than +125℃ | 1 | ±0.5 | 1 | ±0.5 | 0℃ or higher and lower than +370℃ | STD. | ±1or ±0.75％ |
| +125℃ or higher and lower than +350℃ | ±0.004|t| | ±0.004|t| | ||||||
| -40℃ or higher and lower than +133℃ | 2 | ±1.0 | 2 | ±1.0 | SP. | ±0.5or ±0.4％ | ||
| +133℃ or higher and lower than +350℃ | ±0.0075|t| | ±0.0075|t| | ||||||
| -67℃ or higher and lower than +40℃ | 3 | ±1.0 | 3 | ±1.0 | -200℃ or higher and lower than 0℃ | STD. | ±1or ±1.5％ | |
(1)容差是指用标准热电动势表换算热电动势得到的温度减去测温结温度得到的值的允许值。
(2)ASTM 公差为摄氏度或测量温度的百分比，以较大者为准。
(3)|t| 是以摄氏度表示的测量温度，无论 + 或 - 符号如何。
(4)1 级、2 级和 3 级对应于旧 JIS 级 0.4、0.75 和 1.5。
(5)JIS、BS、DIN标准与IEC标准相同。
(6)ASTM 标准是旧的 ANSI 标准。
(7)采用当年版本的标准。
金属保护管材质及标准尺寸
| ( )型 为 JIS 符号 | 材质符号 | 尺寸（φmm） | 长度 （毫米） | 正常使用温度 限制（℃）*1 | 特征 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 外径 | 内径 | |||||
| 304不锈钢 （SUS304） | A | 10 | 7 | 2000年 | 900 | 优异的耐热性、耐酸性、耐碱性。对硫和还原性气体敏感。 |
| 12 | 9 | |||||
| 15 | 11 | 3950 | ||||
| 21.7 | 15.7 | |||||
| 316不锈钢 （SUS316） | C | 10 | 7 | 2000年 | 900 | 耐热性、耐酸性、耐碱性与304SS相同，但高温下的耐腐蚀性更优越。 |
| 12 | 9 | |||||
| 15 | 11 | 3950 | ||||
| 21.7 | 15.7 | |||||
| 316LSS （SUS316L） | 化学发光 | 10 | 7 | 2000年 | 900 | 这是减少了 C 含量的 316SS，使其成为一种耐晶间腐蚀的材料。 |
| 12 | 9 | |||||
| 15 | 11 | 3950 | ||||
| 21.7 | 16.1 | |||||
| 310S不锈钢 （SUS310S） | D | 15 | 11 | 3950 | 1000 | 它是一种耐热钢，Ni-Cr含量高，在高温下抗氧化。 |
| 21.7 | 16.1 | |||||
| 27.2 | 21.4 | |||||
| 苏赫446 | 磷 | 21.7 | 16.1 | 3950 | 1000 | 采用27Cr钢制成，耐热、耐还原焰、耐硫气。 |
| 4C54 （山特维克P4） | 21.3 | 16 | ||||
| 26.9 | 21.6 | |||||
| UMCo50 | U | 22 | 16 | 3950 | 1150 | 由钴基合金制成，具有很强的耐热性和耐磨性，还耐硫气。 |
| 27 | 21 | |||||
| INCONEL600 （NCF600eq） | 乙 | 22 | 16 | 3950 | 1050 | 在高温氧化和还原气氛中均。 |
| 钛 | 时间 | 15 | 11 | 3950 | 250 | 它在低温下具有优异的耐腐蚀性，但在高温下会因氧化而变脆。 |
| 17.3 | 12.7 | |||||
| 21.7 | 16.1 | |||||
| 27.2 | 21.6 | |||||
非金属保护管材质及标准尺寸
| 种类 | 材质符号 | 尺寸（φmm） | 长度 （毫米） | 正常使用温度 限制（℃）*1 | 特征 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| O.D.外径 | I.D.外径 | |||||
| 氧化铝 | P1 | 8 | 5 | 1000 | 1500 | 相当于JIS R1401 PT1，在高温氧化还原气氛中极其稳定，在高温下具有优异的耐腐蚀性。适用于测量炉温1600℃以上的熔融金属。 |
| 10 | 6 | |||||
| 13 | 9 | |||||
| 15 | 11 | |||||
| 17 号 | 13 | |||||
| 20 | 15 | |||||
| 高铝 _ | P0 | 8 | 5 | 1000 | 1600 | 相当于JIS R1401 PT0的耐热性、耐腐蚀性、电绝缘性、机械强度高。由于其硬度高，因此具有优异的耐磨性。 |
| 10 | 6 | |||||
| 13 | 9 | |||||
| 15 | 11 | |||||
| 20 | 16 | |||||
| 15 | 6 | |||||
| 20 | 10 | |||||
| 炭化珪素 耐火物 | 吉克 | 20 | 12 | 1000 | 1600 | 高耐火性和高导热性。耐锌、铝、铅、酸、碱。它能耐受快速加热和冷却，并具有优异的抗剥落性。适用于双保护管的外管。 |
| 25 年前 | 17 号 | |||||
| 30 | 20 | |||||
| 35 | 25 | |||||
| 40 | 25 | |||||
| 45 | 30 | |||||
| 50 | 30 | |||||
| 60 | 40 | |||||
※1正常工作温度限制基于 JIS 和制造商目录等，并非保证值。
线径使用温度限制
| Thermocouple types | Element Diameters | Use Temperature Limit（℃） | Applied Protection Tube Dimension | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Symbols | Outer Diameter | Normal Operating Temperature Limit | Overheated Operating Temperature Limit | Metal Protection Tubes（Φmm） | Non-metal Protection Tubes（Φmm） | |
| B | L | 0.5 | 1500 | 1700 | ー | 15×11 |
| R | L | 0.5 | 1400 | 1600 | ー | 15×11 |
| S | L | 0.5 | 1400 | 1600 | ー | 15×11 |
| N | D | 3.2 | 1200 | 1250 | 21.7×16.1 | ー |
| C | 2.3 | 1100 | 1150 | 21.7×16.1 | ー | |
| B | 1.6 | 1050 | 1100 | 15×11 | ー | |
| A | 1.0 | 950 | 1000 | 12×9 | ー | |
| K | D | 3.2 | 1000 | 1200 | 21.7×16.1 | ー |
| C | 2.3 | 900 | 1100 | 21.7×16.1 | ー | |
| B | 1.6 | 850 | 1050 | 15×11 | ー | |
| A | 1.0 | 750 | 950 | 12×9 | ー | |
| H | 0.65 | 650 | 850 | 10×7 | ー | |
| E | B | 1.6 | 550 | 600 | 15×11 | ー |
| A | 1.0 | 500 | 550 | 12×9 | ー | |
| H | 0.65 | 450 | 500 | 10×7 | ー | |
| T | 0.32 | 300 | 400 | 10×7 | ー | |
| J | C | 2.3 | 550 | 750 | 21.7×16.1 | ー |
| B | 1.6 | 500 | 650 | 15×11 | ー | |
| A | 1.0 | 450 | 550 | 12×9 | ー | |
| H | 0.65 | 400 | 500 | 10×7 | ー | |
| T | B | 1.6 | 300 | 350 | 15×11 | ー |
| A | 1.0 | 250 | 300 | 12×9 | ー | |
| H | 0.65 | 200 | 250 | 10×7 | ー | |
| T | 0.32 | 200 | 250 | 10×7 | ー | |
基本型
EXE：带盖热电偶
玻璃涂层热电偶适用于的测量。线径 φ0.32 和 0.65 作为标准库存。
外径B×A：约1.4×2.3(φ0.32)/约2.3×4.1(φ0.65)
EXS：带盖热电偶
FEP(4-6 氟树脂)涂层热电偶适合简单测量。线径 φ0.32 和 0.65 作为标准库存。此外，我们还有超细线径φ0.06、φ0.1包覆PFA绝缘的产品。我们还可以制造采用相同材料模制的绝缘型。
外径B×A：约1.1×1.7(φ0.32)/约1.7×2.8(φ0.65)
TC：带绝缘体的热电偶
这是最基本的型号，由于采用绝缘体(陶瓷)进行绝缘，因此可以在高温下使用。只能在室内使用。用于简单测量或作为 TCW 或 TCG 的替换元件。
TCW：带金属保护管的户外型热电偶
该类型包含金属保护管和防滴接线盒，适合一般户外环境使用。热电偶与绝缘体结合在一起。
TCP：带非金属保护管的户外型热电偶
该类型具有附有非金属保护管的防滴接线盒，适合一般户外环境使用。用于高温的 R 型和 S 型。
TCG：带防爆金属保护管的热电偶
适用于炼油厂、石化厂等可能产生爆炸性气体的危险场所。
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