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全面概述关于K型和N型热电偶技术的重大发展细节分析

来源:发表时间:2019-06-20


      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; 也就是说,它是一种简单,坚固且低成本的传感器,具有易于测量的输出。
      贱金属热电偶(最初为K,J,E或T型传感器)的工作温度范围为-200至1000°C(-328至1800°F),从食品生产到金属的各个方面处理。最初以绝缘线结构的形式,到20世纪40年代,它采用矿物绝缘热电偶结构的形式,其具有提供更坚固的装置以及增加基底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的区域工作的基础金属热电偶组合的首选(2380°F)。
      K型或N型热电偶由于其整体性能,在高达1250°C的温度范围内仍然是工业首选的传感器。这使它们成为这个温度范围内最具成本效益的传感器,也是业界最广泛使用的传感器。
      由于这种工业的长期经验,基础金属热电偶的局限性也被广泛理解。主要问题是暴露于高温时的漂移或输出变化。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。
      工业界通过规范详细说明过程中的检查程序并限制贱金属传感器的使用寿命来抵消K型和N型热电偶的这种限制。诸如SAE,AMS 2750公布的热处理规范等规格详述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
      今天,咱们可以告知您基础金属热电偶技术的重大发展,这将进一步增强和加强工业中K型和N型热电偶的位置,同时也增加这些工业传感器可靠运行的可能温度范围。由于剑桥大学研究人员开展了开创性的基础科学工作,设计了一种新的低漂移,高温型K和N型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。一旦了解了漂移的实际原因的基本原理,他们就会将注意力转移到应用其广泛的专业常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。
      一旦开发出这种新型低漂移型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,并且由位于英国的工业IEC 17025认可的校准实验室进行了进一步的独立测试。测试结果无疑证实了新设计的K型或N型矿物绝缘的热电偶显着减少了漂移到以前从未见过的水平。
新设计如何运作?
      负责此项开发的研究人员Michele Scervini博士和金莎娱乐官方网站技术总监Trevor Ford撰写的技术出版物和白皮书已经出版。它们提供了新的低漂移电缆设计的细节以及广泛测试的结果,这些测试证实了这些传感器对任何贱金属热电偶对应物的优异低漂移性能(图2)。


为什么这个新设计独一无二?
      大多数科学发展,温度测量也不例外,通常都是测量的基础,例如开发新的纯元件热电偶组合,它们可以提高高精度的准确性。温度范围。然而,往往是这种情况,这种发展将主要用于实验室操作而不是直接用于工业应用。K型和N型传感器技术的这种低漂移开发不仅在低漂移温度测量性能方面实现了重大飞跃,而且还提供了一种传感器,可以直接增加对日常工业温度测量的信心。
      这是工业接触式温度传感器的操作性能首次大幅提升之一,其不需要工业用户改变测量设备,布线或程序使用以获得显着增加。在外观和操作方面,新的低漂移MI型K和N热电偶传感器将向外看起来相同。实际上,用户将看到的唯一差异是漂移的显着减少,因此提高了精度测量性能。
这项新技术如何应用于工业?
      如上所述,已经开发了许多规范以确保当K型和N热电偶的现有设计用于精确或临界温度测量时。通过规定操作时间和温度可以最大限度地减少漂移限制。不幸的是,这些相同的规格将导致这种新型热电偶设计的采用缓慢。由于新的低漂移热电偶仍被指定为K型或N型,因此仍然适用规格限制。这将导致用户无法利用传感器的较低漂移,较高温度,较高稳定性的特性。
摘要
      在工业可以利用温度测量技术的这一进步之前,咱们如何确保20年不会像N型热电偶开发那样通过?最好的方法是让用户写信给相关标准委员会,要求他们审查基本金属热电偶的当前标准限制,以便将这种新设计添加到标准中。 
 

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