隔爆本安型熱電偶的原理、特點及焊接方法

　　隔爆本安型熱電偶是工業(yè)上常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點是：

　?、贉y量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。

　?、跍y量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量，某些特殊熱電偶低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），高可達+2800℃（如鎢-錸）。

　?、蹣?gòu)造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。

　　1．熱電偶測溫基本原理

　　將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，如圖2-1-1所

　　示。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在

　　回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工

　　作的。

　　2．熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成

　?。?）熱電偶的種類

　　常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調(diào)用標準熱電偶是指國家

　　標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，它

　　有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準

　　化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。

　　標準化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC標準生產(chǎn)，并S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶。

　　(2)隔爆本安型熱電偶的結(jié)構(gòu)形式為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結(jié)構(gòu)要求如下：

　　①組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；

　　②兩個熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；

　?、垩a償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；

　?、鼙Ｗo套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

　　3．熱電偶冷端的溫度補償

　　由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時），而測溫點到儀表的距離都很遠，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常采用補償導(dǎo)線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上。必須指出，熱電偶補償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。

　　在使用熱電偶補償導(dǎo)線時必須注意型號相配，極性不能接錯，補償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。

　　熱電偶焊接方法

　　1、電弧焊

　　隔爆本安型熱電偶電弧焊接可分為支流焊接和交流焊接兩種。

　　直流焊接時，熱電偶接電源正極，碳棒（光譜的）接電源負極，用碳棒與熱電極頂端瞬時接觸起弧，待測量端熔成球狀后迅速離開碳棒。這種焊接方法簡單、操作容易、測量端不易玷污，使用于貴金屬熱電偶的焊接。

　　交流焊接適用于焊接廉金屬熱電偶。焊接前，應(yīng)仔細將測量端25-30mm一段的氧化物清除干凈，然后將兩電極頂端并齊，并絞成麻花狀。焊接時，在熱電極頂端蘸上焊劑，在置于電弧火焰中熔化3-5S，待成球狀后迅速取出，清楚掉焊點上的殘渣即可。這種方法設(shè)備簡單、操作容易，但熱電偶焊接點及附近電極滲碳玷污。

　　2、氬弧焊接

　　氬弧焊接裝置由直流焊接電源、高頻振蕩器、焊槍、對焊電源、工夾具等5部分組成。焊接時，利用伸出焊槍噴嘴的鈰-鎢絲作為負極，被焊熱電偶固定在夾具上作為正極。當(dāng)兩極間通過高頻、高壓時將引燃電弧的作用，采用可控硅調(diào)壓，控制電弧強度，在氬氣保護下使鈰-鎢與被焊熱電偶之間產(chǎn)生弧光放電，隔爆本安型熱電偶利用電弧產(chǎn)生的高溫把熱電偶絲的端面熔化成球狀。為了便于熱電偶與電極對準，工作夾具與焊槍可以在空間水平和垂直方向移動。焊槍內(nèi)裝有直徑1mm及1.5mm的鈰-鎢電極，供不同直徑的熱電偶焊接使用。

　　3、氣焊

　　采用氣焊時，應(yīng)先將熱電極頂端加熱并蘸上焊劑（如鎳鉻-鎳硅偶的焊劑是四硼酸納和石英砂各一半混合而成），再將熱電極置于乙炔或氫氧火焰中，待熔成球狀后迅速取出，立即放入熱水中洗去焊接點上的殘渣。這種方法操作簡單，應(yīng)用較廣。適用于廉金屬熱電偶的焊接。

　　4、碳粉焊接

　　碳粉焊接裝置類似于電弧焊接，不同的是電源的一極不是接碳棒，而是接盛有碳粉的石墨坩堝，另一極接被焊熱電偶。焊接時，把熱電極插入石墨粉中，幾秒鐘后即可焊好。這種焊接方法較電弧焊方便，但易引起熱電極脆斷。該方法適用于廉金屬熱電偶的焊接。

　　5、鹽水焊接

　　隔爆本安型熱電偶在燒杯中裝入氯化納溶液，在水溶液中放入鉑絲作一電極，而熱電極作為另一極。焊接時，將熱電偶頂部與溶液稍接觸，接通電源，待起弧后迅速斷開電源。這種焊接方法適用與焊接直徑較細0.03mm-0.3mm熱電偶。