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温度传感器的选定方法 关于套管型热电偶的特征
1. 普通型热电偶与套管型热电偶的区别
在进行温度控制时,温度传感器的选择变得非常重要。通常常用的热电偶温度传感器有普通型热电偶和套管型热电偶。在结构上,普通型热电偶使用绝缘材料包覆导线,而套管型热电偶则填充氧化镁封装导线。由于这种结构上的差异,套管型热电偶比普通型热电偶具有更好的抗冲击性和响应性。本文将解释为什么套管型热电偶具有这样优异的特性。
2. 耐冲击性
图1显示了我们公司生产的普通型热电偶和套管型热电偶的顶端(测温部)的截面结构。普通型热电偶使用绝缘材料包覆导线。绝缘用陶瓷管(图2)用于普通型热电偶,因此可能会因弯曲或冲击而破裂。如果绝缘用陶瓷管破裂,导线之间或导线与金属管之间会接触,导致测量误差或导线断开。另一方面,套管型热电偶填充并封装了粉末状的氧化镁,因此具有柔韧性,可以耐受弯曲和冲击。因此,可以更有效地保护导线。由于这种结构上的差异,套管型热电偶比普通型热电偶具有更好的耐冲击性。


3. 响应性
响应性指的是温度传感器跟随测量点温度变化的速度。良好的响应性意味着温度传感器本身的温度易于变化。在这里,将讨论决定传感器易于变化的外径、导线直径和结构等因素。
3.1. 传感器的外径与导线直径
物质的温度变化与其体积的大小成反比。因此,传感器的外径越小,导线直径越细,响应性就越好。首先来比较套管型热电偶和普通型热电偶的外径。如图1所示,普通型热电偶插入绝缘用陶瓷管(图2)。因此,需要使用可插入绝缘用陶瓷管的大直径金属管。相反,由于套管型热电偶填充并封装了粉末状的氧化镁,因此可以减小外径。
接下来,将比较套管型热电偶和普通型热电偶的导线直径。导线直径已在JIS标准(JIS C1605 套管型热电偶)中规定,我们公司也采用了相同的直径。因此,套管型热电偶的导线直径更细。因此,由于套管型热电偶可以使外径更小,导线直径更细,因此可以实现更好的响应性。
表1 套管型热电偶与普通型热电偶的导线直径[mm]
套管型热电偶 | 0.075~1.2 |
普通型热电偶 | 0.32~3.2 |
3.2. 传感器的结构
响应性还取决于从测量对象到温度测量点的热传导效率。图1展示了我们公司的普通型热电偶和套管型热电偶的截面结构。在普通型热电偶中,金属管、绝缘用陶瓷和导线之间各有间隙。相反,套管型热电偶的结构是充填了氧化镁,没有间隙。氧化镁和空气的热传导率(热的传导性)如表2所示,而类似间隙的空气层会减缓热传导到导线的速度。因此,套管型热电偶的结构使热更容易传导到导线中。
表2 氧化镁与空气的热传导率[W/(m・℃)]
氧化镁 | 48.4 |
空气 | 0.026 |
4. 结语
如上所述,套管型热电偶相较于普通型热电偶,在耐冲击性和响应性方面表现出色。在使用时请注意一些要点,参考温度传感器的使用注意事项。我们公司提供各种类型的套管型热电偶,并可提供定制服务。如果您有关于温度控制的咨询或要求,请通过我们公司的网站进行联系。
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