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熱電阻,防爆熱電阻

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熱電阻在多個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用

發(fā)布日期:2025-05-19

       熱電阻(thermal resistor)又稱RTD(Resistance Temperature Detector),是中低溫區(qū)(-200℃至+850℃)常用的一種溫度檢測器,具有測量精度高、性能穩(wěn)定等特點。以下從其工作原理、類型、連接方式、應(yīng)用領(lǐng)域等方面進行詳細(xì)介紹:


一、工作原理

       熱電阻基于電阻體的阻值隨溫度變化而變化的特性進行溫度測量,即熱電阻效應(yīng)。當(dāng)溫度升高時,金屬內(nèi)部原子晶格的振動加劇,自由電子通過金屬導(dǎo)體時的阻力增加,宏觀上表現(xiàn)為電阻率變大,電阻值增大。其電阻值和溫度一般可用近似關(guān)系式表示:Rt=Rt0[1+α(t?t0)],式中Rt為溫度t時的阻值,Rt0為溫度t0(通常t0=0℃)時對應(yīng)電阻值,α為溫度系數(shù)。


二、類型

       普通型熱電阻:通常由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要部件組成,具有測量準(zhǔn)確度高、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。被測系統(tǒng)溫度的變化直接通過熱電阻阻值的變化來測量,但熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會給溫度測量系統(tǒng)帶來一定影響。

       鎧裝熱電阻:由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體,外徑一般為2 - 8mm,最小可達(dá)更小尺寸。具有體積小、測溫滯后性小、機械性能好、耐振、抗沖擊、能彎曲、便于安裝和使用壽命長等特點。

       端面熱電阻:感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制,緊貼在溫度計端面。與一般軸向熱電阻相比,能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度,適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。

       隔爆型熱電阻:通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒,把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi),生產(chǎn)現(xiàn)場不會引起爆炸??捎糜贐la - B3c級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險場所的溫度測量。

       防腐熱電阻:采用PTFE防腐材質(zhì),作為整體保護套或兩節(jié)式套管,也可以直接在保護管上作該材質(zhì)的防腐處理,分噴涂、燒結(jié)和套管密封三種形式。

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三、連接方式

       二線制:熱電阻兩端各連接一根導(dǎo)線引出電阻信號。測量時,電流通過導(dǎo)線和熱電阻,根據(jù)歐姆定律,測量回路電流和熱電阻兩端電壓得出電阻值,進而得到溫度值。但連接導(dǎo)線必然存在引線電阻,其大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長度等因素有關(guān),因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合。

       三線制:熱電阻根部一端連一根引線,另一端連兩根引線。通常與電橋配套使用,將一根導(dǎo)線接到電橋電源端,其余兩根分別接到熱電阻所在橋臂及相鄰橋臂上,使兩橋臂引入相同引線電阻,電橋平衡時,引線電阻變化不影響測量結(jié)果,可較好消除引線電阻影響,廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制。

       四線制:在熱電阻根部兩端各連接兩根導(dǎo)線,其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流,將電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號,再通過另兩根引線把電壓引至二次儀表。主要用于高準(zhǔn)確度的溫度檢測,因為它能夠消除導(dǎo)線電阻帶來的誤差。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

       熱電阻在多個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用,尤其在需要精確溫度控制的工業(yè)過程控制和測試設(shè)備中表現(xiàn)突出。例如,在化工生產(chǎn)中,反應(yīng)釜溫度控制是常見應(yīng)用場景,如合成氨反應(yīng)釜溫度需控制在400 - 500℃,三線制熱電阻可準(zhǔn)確測量并傳輸溫度信號,配合控制系統(tǒng)實現(xiàn)精準(zhǔn)溫度控制,保證反應(yīng)正常進行;在大型LNG儲罐內(nèi)部測溫中,四線制熱電阻能夠精準(zhǔn)反映罐內(nèi)LNG的溫差變化情況,實時監(jiān)控數(shù)據(jù)信息。


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