K型熱電偶作為一種溫度傳感器，K型熱電偶通常和顯示儀表，記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。K型熱電偶可以直接測(cè)量各種生產(chǎn)中從0℃到1300℃范圍的液體蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。

K型熱電偶是目前用量最大的廉金屬熱電偶，其用量為其他熱電偶的總和。K型熱電偶絲直徑一般為1.2mm～4.0mm。

正極（KP）的名義化學(xué)成分為：Ni：Cr=90:10，負(fù)極（KN）的名義化學(xué)成分為：Ni:Si=97：3，其使用溫度為-200℃~1300℃。

K型熱電偶具有線性度好，熱電動(dòng)勢(shì)較大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化性能強(qiáng)，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，能用于氧化性惰性氣氛中廣泛為用戶所采用。

高清K型熱電偶圖片

K型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性或還原，氧化交替的氣氛中和真空中，也不推薦用于弱氧化氣氛。

k型熱電偶工作原理

換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)， 通過(guò)電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí)，回路中就會(huì)有電流通過(guò)，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì)，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù)關(guān)系， 制成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時(shí)的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。

在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí)，只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此，在熱電偶測(cè)溫時(shí)，可接入測(cè)量?jī)x表， 測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)后，即可知道被測(cè)介質(zhì)的溫度。

K型熱電偶規(guī)格參數(shù)

K型熱電偶規(guī)格參數(shù)及使用

一、熱電偶基礎(chǔ)知識(shí)

熱電偶是溫度測(cè)量中應(yīng)用最普遍的測(cè)溫器件，它的特點(diǎn)是測(cè)溫范圍寬，性能穩(wěn)定，有足夠的測(cè)量精度，能夠滿足工業(yè)過(guò)程溫度測(cè)量的需要。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好;輸出為電信號(hào)，可以遠(yuǎn)傳，便于集中檢測(cè)和自動(dòng)控制。

熱電偶的測(cè)溫原理基于熱電效應(yīng)。將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連成閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同時(shí)，回路中將產(chǎn)生熱電勢(shì)，這種現(xiàn)象即是熱電效應(yīng)，又稱賽北克效應(yīng)。

熱電偶的要求：

（1） 在測(cè)溫范圍內(nèi)熱電偶性能穩(wěn)定，不隨時(shí)間和被測(cè)對(duì)象而變化;

（2） 在測(cè)溫范圍內(nèi)物理化學(xué)性能穩(wěn)定，不易氧化和腐蝕，耐輻射;

（3） 所組成的熱電偶要有足夠的靈敏度，熱電勢(shì)隨溫度的變化率要足夠大;

（4） 熱電特性接近單值線性或近似線性;

（5） 電導(dǎo)率高，電阻溫度系數(shù)小;

（6） 機(jī)械性能好，機(jī)械強(qiáng)度高，材質(zhì)均勻;工藝性好，易加工，復(fù)制性好，制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。

目前市面上流行的主要有8種常用熱電偶以及測(cè)高溫的鎢錸熱電偶（0，2300？），綜合考慮上述熱電偶，只有K型熱電偶比較適合大規(guī)模的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

K型熱電偶是由鎳鉻-鎳硅（鋁）雙金屬組成的，其中鎳鉻為正極，鎳硅（鋁）為負(fù)極。K型熱電偶的測(cè)溫范圍為-270，1300？之間，適用于氧氣氣氛中，穩(wěn)定性屬于中等程度。

K型熱電偶性能穩(wěn)定，產(chǎn)生的熱電勢(shì)大，熱電特性線性好，復(fù)現(xiàn)性好，高溫下抗氧化能力強(qiáng)，耐輻射，使用范圍寬，應(yīng)用廣泛。

本資料所說(shuō)的溫度極限就是最高的溫度值，K型熱電偶各種規(guī)格尺寸導(dǎo)線的最高溫度如下表所示：

表2各種導(dǎo)線尺寸（awg系列）的溫度上限？

熱電偶類型 8規(guī)格 14規(guī)格 20規(guī)格 24規(guī)格 28規(guī)格

3.25mm 1.63mm 0.81mm 0.51mm 0.33mm

K型熱電偶使用及注意事項(xiàng)

K 1260 1093 982 871 871

這個(gè)表舉出各類熱電偶和導(dǎo)線尺寸的推薦溫度上限。這些溫度上限應(yīng)用于有防護(hù)的熱電偶，即有普通封閉端保護(hù)套管的熱電偶，不用于具有壓制礦物質(zhì)氧化物絕緣體的套裝熱電偶。

一般在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)有超過(guò)推薦溫度極限的情況。同樣，在推薦溫度極限內(nèi)應(yīng)用而沒(méi)有得到滿意壽命的情況也是有的。但是，總的說(shuō)來(lái)，當(dāng)導(dǎo)線在列舉的溫度范圍內(nèi)連續(xù)工作時(shí)，能保證熱電偶有滿意的壽命。

K類熱電偶適宜在溫度高達(dá)1260？的氧化性或惰性氣氛中連續(xù)使用，因?yàn)樗鼈兊目寡趸匦砸绕渌饘贌犭娕己?。在溫度?38？以上使用最為廣泛。這類熱電偶雖然只在-18，250？時(shí)使用。 1260？的溫度范圍內(nèi)確定過(guò)誤差極限，但它也適合在溫度低至-可以用于露點(diǎn)低于-40？的氫氣或裂解氣氛，但是不能在下列情況中使用：

1、 正在還原或者氧化與還原正在交替進(jìn)行的氣氛。除非用保護(hù)套管進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)，否則不能使用。

2、 含硫氣氛。除非有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，否則不能使用。因?yàn)榱驎?huì)侵害熱電極而且由于晶間腐蝕而使負(fù)熱電極迅速脆化和斷裂。

3、 真空氣氛。除短時(shí)間使用外（鉻會(huì)從正熱電極上發(fā)生擇優(yōu)蒸發(fā)，從而改變刻度定標(biāo)）。

4、 促進(jìn)正熱電極發(fā)生“綠蝕”腐蝕的氣氛。當(dāng)熱電極周圍氣氛的氧含量低并在一定范圍內(nèi)時(shí)，這種腐蝕就由鉻的擇優(yōu)氧化而發(fā)生。這會(huì)引起很大的誤差，而且在816，1038？

溫度范圍內(nèi)最為嚴(yán)重。

熱電偶使用細(xì)長(zhǎng)不通風(fēng)的保護(hù)套管時(shí)，“綠蝕”腐蝕就經(jīng)常發(fā)生。消除這種腐蝕的方法是采用大直徑保護(hù)套管或采用通風(fēng)保護(hù)套管來(lái)增加氧的供給量;另一種方法是通過(guò)在密封保護(hù)套管中插進(jìn)一個(gè)“收氣器”去吸收氧氣，以便使氧氣含量減小到低于能促進(jìn)擇優(yōu)氧化所需的量。二、K熱電偶補(bǔ)償線的選擇

在一定溫度范圍內(nèi)和所連接的熱電偶具有相同熱電特性的廉價(jià)金屬導(dǎo)線，稱為熱電偶的補(bǔ)償線。它是由補(bǔ)償導(dǎo)線線芯、絕緣層和保護(hù)套組成。在測(cè)溫中，作為熱電偶與顯示儀表或采集裝置的連接導(dǎo)線。

補(bǔ)償導(dǎo)線的作用是：

（1）將熱電偶參考端延伸到遠(yuǎn)離熱源和環(huán)境溫度相對(duì)穩(wěn)定的地方，以便于準(zhǔn)確地對(duì)參考端溫度進(jìn)行修正。

一般測(cè)量?jī)x儀表都要求安裝在遠(yuǎn)離熱源和環(huán)境溫度相對(duì)較穩(wěn)定的地方，而普通熱電偶的

K型熱電偶使用及注意事項(xiàng)

參考端距被測(cè)對(duì)象很近，測(cè)溫時(shí)必須把熱電偶參考端與儀表連接。若用普通銅導(dǎo)線連接，則熱電偶參考端溫度較高，而且不穩(wěn)定，給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。若將熱電極延長(zhǎng)，使熱電偶參考端遠(yuǎn)離熱源，理論上是可以的，但會(huì)造成熱電極材料的浪費(fèi)，補(bǔ)償導(dǎo)線就是為了解決這個(gè)矛盾而產(chǎn)生的。它的特點(diǎn)是在參考端溫度可能變化的范圍內(nèi)（0，100或200？），由補(bǔ)償導(dǎo)線兩極組成的熱電偶的特性與所配熱電偶熱電特性相同，使得熱電偶回路中加入補(bǔ)償后，其熱電勢(shì)僅與測(cè)量端溫度和補(bǔ)償線與儀表連接處溫度有關(guān)，而與參考端的溫度變化無(wú)關(guān)，就好像把熱電極延長(zhǎng)到儀表端子處，所以補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只是延長(zhǎng)了熱電極，它并不能消除參考端不為0？時(shí)的影響。因此，還必須將參考端溫度修正到0？。

（2）可以節(jié)省大量?jī)r(jià)格昂貴的金屬材料。

補(bǔ)償導(dǎo)線按補(bǔ)償原理分為延伸型（X）和補(bǔ)償型（C），與所賠用熱電偶的熱電極化學(xué)成分相同的補(bǔ)償導(dǎo)線成為延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線;與所配用的熱電極成分不同的補(bǔ)償導(dǎo)線稱為補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線。

按使用溫度可分為一般用（代號(hào)為G）和耐熱用（H）。

按具體用途又可以分為4種：

1 普通型補(bǔ)償導(dǎo)線：可供固定敷設(shè)使用。

2 軟型補(bǔ)償導(dǎo)線：可供實(shí)驗(yàn)室需要移動(dòng)的地方使用。

3 屏蔽型補(bǔ)償導(dǎo)線：可供固定敷設(shè)，并具有抗電磁干擾的性能。

4 屏蔽型軟補(bǔ)償導(dǎo)線：具有抗電磁場(chǎng)干擾的性能，可供實(shí)驗(yàn)室需要移動(dòng)的地方使用。

K型熱電偶使用及注意事項(xiàng)

圖1 補(bǔ)償導(dǎo)線字母標(biāo)志舉例

注：絕緣層及保護(hù)套材料：B：無(wú)堿玻璃絲～F：聚四氟乙烯～PVC，簡(jiǎn)稱V，聚氯乙烯～V100～V70表示聚氯乙烯的耐高溫度為100？和70？。

實(shí)際應(yīng)用信息

K型熱電偶價(jià)格在每公斤600，700元之間。長(zhǎng)時(shí)間使用溫度為1100？，短時(shí)間使用溫度在1300？，超過(guò)1300？后也可以測(cè)溫，但溫度破壞了金屬的物性，線性特性被破壞。熱

2電極的截面積為2.0mm，冷端溫度小于50？就可以。正常使用范圍在900，1150？熱電極太長(zhǎng)只能使用不銹鋼管（301、308）剛玉管做不到那么長(zhǎng)，補(bǔ)償線使用銅-鎳，套管壁厚在2.5mm以上。長(zhǎng)距離的補(bǔ)償線雖然對(duì)測(cè)量溫度由影響，但對(duì)精度要求不高的情況下，可以忽略不計(jì)。

熱電極的長(zhǎng)度如果太長(zhǎng)，電阻就大，測(cè)得的電勢(shì)隨著就會(huì)相應(yīng)得減小，溫度就會(huì)有較大的誤差，所以如果熱電極長(zhǎng)，就需要在熱電極和補(bǔ)償線之間增加變換模塊，將電勢(shì)信號(hào)轉(zhuǎn)變成4-20mA的模擬量。