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連續(xù)熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖及工作原理

連續(xù)熱電偶的結(jié)構(gòu)與普通礦物絕緣電纜很相似，但內(nèi)部?jī)筛鶎?dǎo)體是一對(duì)不同材料的熱電偶導(dǎo)體，導(dǎo)體間用具有負(fù)溫度系數(shù)NTC的特殊絕緣材料分隔開，連續(xù)熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

與常規(guī)熱電偶不同，兩根熱電偶絲不需要焊接在一起，甚至不需要相互接觸，而是通過隔離它們的特殊絕緣材料形成熱電偶。在沿連續(xù)熱電偶電纜長(zhǎng)度上，若某點(diǎn)的溫度超過電纜其余部分各點(diǎn)上的溫度時(shí)，在此點(diǎn)熱電偶兩導(dǎo)體間具有NTC特性的絕緣材料的電阻將減少。從而形成一個(gè)“臨時(shí)熱點(diǎn)”T1。若在另一時(shí)刻，電纜上又出現(xiàn)一個(gè)溫度更高的點(diǎn)T2，則T2點(diǎn)處的電阻小于T1點(diǎn)處的電阻，在T2點(diǎn)處形成新的“臨時(shí)熱點(diǎn)”。“臨時(shí)熱點(diǎn)”總是對(duì)應(yīng)著電纜上溫度gao的點(diǎn)。臨時(shí)形成的熱電偶連續(xù)具有與常規(guī)單點(diǎn)熱電偶連接相同的功能。

連續(xù)熱電偶表面溫度檢測(cè)系統(tǒng)與電阻型表面溫度檢測(cè)系統(tǒng)不同。電阻型表面溫度檢測(cè)系統(tǒng)是通過測(cè)量?jī)蓪?dǎo)體間的電阻值來推斷溫度的，由于兩導(dǎo)體端間的電阻值取決于整個(gè)敏感電纜上的平均溫度。因此它不能測(cè)得熱電的實(shí)際溫度，連續(xù)熱電偶表面溫度檢測(cè)系統(tǒng)則不然，它測(cè)量的是熱電偶產(chǎn)生的電壓（熱電勢(shì)）而不是絕緣材料的電阻值。NTC特性的絕緣材料電阻值隨溫度升高而急劇下降，僅僅是使兩導(dǎo)體間的電氣連接情況發(fā)生變化，在受熱點(diǎn)形成熱電偶的“臨時(shí)熱點(diǎn)”。由于并不測(cè)量電阻的實(shí)際數(shù)值，因此器大小并無(wú)特殊意義，在連續(xù)熱電偶上，電阻值低的點(diǎn)被認(rèn)為是溫度gao的點(diǎn)，在此點(diǎn)產(chǎn)生的熱電勢(shì)大。

連續(xù)熱電偶可以看做是許多支熱電偶并聯(lián)。普通熱電偶的端電阻非常小，故多個(gè)熱電偶并聯(lián)時(shí)其輸出電壓對(duì)應(yīng)各熱電的平均溫度，而連續(xù)熱電偶的端電阻大，且在溫度gao點(diǎn)處的端電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其余部分的端電阻，因此其輸出電壓總是近似對(duì)應(yīng)于電纜感受到的gao溫度計(jì)。采用高輸入阻抗的檢測(cè)儀表與連續(xù)熱電偶相連對(duì)于連續(xù)熱電偶而言幾乎相當(dāng)于無(wú)負(fù)載故絕緣電阻的變化對(duì)儀表的知識(shí)穩(wěn)定性沒有什么影響。

連續(xù)熱電偶的特性

1、熱敏電纜材料構(gòu)成

外層保護(hù)管：YR-FTLD型采用雙層聚四氟乙烯，YR-CTTC型采用鉻鎳鐵合金。為有效避免測(cè)量環(huán)境中粉塵、油脂以及水分等介質(zhì)的浸入、溫度范圍不同而引起的誤報(bào)，故采用不同材料。測(cè)溫元件為K型熱電偶。

2、熱敏電纜外形尺寸

目前現(xiàn)有產(chǎn)品長(zhǎng)度約為6-15m，若所需長(zhǎng)度大于15m，可以將幾根熱敏電纜用插件連接起來。外徑尺寸YR-FTLD為φ3.5mm，YR-CTTC為φ93-φ187mm，可以安裝在傳統(tǒng)熱電偶無(wú)法鋪設(shè)到的惡劣環(huán)境中。

3、熱敏電纜工作溫度

YR-FTLD為-40~200℃，YR-CTTC為-40~899℃。

熱敏電纜特性

4、熱敏電纜分度與靈敏度

熱敏電纜的分度與普通熱電偶相近，但由于連續(xù)熱電偶的“臨時(shí)”熱接點(diǎn)不是緊密連接，熱接點(diǎn)之外兩電極間也并非*絕緣，所以熱敏電纜的輸出熱電勢(shì)與同種熱電偶相比稍有降低，換算成溫度大約相差十幾攝氏度，這對(duì)于火警預(yù)報(bào)來說是可以接受的。

下圖中的實(shí)線是以鎳鉻-鎳硅絲作熱敏電纜的熱電特性曲線，虛線是以同種熱電極材料制成的K型熱電偶熱電特性曲線。可見，熱敏電纜的熱電特性曲線幾乎平行于同型號(hào)K型熱電偶的熱電特性曲線，這說明兩者的熱電動(dòng)勢(shì)率近似相等。

5、熱敏電纜響應(yīng)時(shí)間

響應(yīng)時(shí)間取決于單位長(zhǎng)度熱敏電纜的熱容量，而熱容量又是由材質(zhì)與質(zhì)量決定的，所以減小連續(xù)熱電偶橫截面的尺寸，能有效地縮短響應(yīng)時(shí)間。

6、熱敏電纜彎曲半徑

彎曲半徑除和熱敏電纜組成材料的熱電特性曲線比較性能和質(zhì)量有關(guān)外，還與隔離材料的密實(shí)程度有關(guān)。過小的彎曲半徑可能會(huì)使熱電極產(chǎn)生應(yīng)力，保護(hù)管出現(xiàn)裂紋或隔離材料松散后熱電極相碰，使熱敏電纜失效。一般彎曲半徑為熱敏電纜外徑的10-20倍。

美國(guó)熱偶型熱敏電纜，鎧套為Inconel合金，外徑為φ2~φ6.35mm，測(cè)溫范圍為-29~900℃，我國(guó)已有K型熱敏電纜，外徑為2-4mm，測(cè)溫范圍為150-600℃。

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