熱電偶焊接方法

熱電偶焊接方法第1頁/共22頁熱電偶概述由不同的導(dǎo)體A，B組成的閉合回路稱為熱電偶。

A

1(T)B2(T0)

熱電偶是目前溫度測量中應(yīng)用最廣泛的溫度傳感元件之一。它將輸入的溫度信號轉(zhuǎn)換成電勢信號輸出,有結(jié)構(gòu)簡單,準(zhǔn)確度高，熱慣性小，便于信號的遠傳和轉(zhuǎn)換等優(yōu)點,因此得到了廣泛應(yīng)用。mA第2頁/共22頁熱電偶測溫原理

A

1(T)2(T0)

B

當(dāng)1,2兩接點的溫度不同時，回路中將產(chǎn)生電流，稱為熱電流，產(chǎn)生熱電流的電動勢稱為熱電勢。這一現(xiàn)象稱為熱電現(xiàn)象。通常將接點1放置于被測對象中，叫做測量端，又稱為熱端。另一端稱為參比端，習(xí)慣上又叫冷端，T0通常是環(huán)境溫度。當(dāng)參比端T0恒定時，熱電勢是測量端溫度T的函數(shù)，因此可以用熱電勢表示溫度。mA第3頁/共22頁熱電偶的性質(zhì)熱電偶回路熱電勢的大小只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)，而與熱電偶線材的長短、粗細無關(guān)。只有兩種不同性質(zhì)的導(dǎo)體才能組成熱電偶，當(dāng)熱電偶兩端溫度不同時，才會產(chǎn)生熱電勢。材料確定后，熱電勢的大小只與熱電偶兩端的溫度有關(guān)，如果使f(T0）=常數(shù)，則回路熱電勢EAB(T,T0)就只與溫度T有關(guān)，而且是T的單值函數(shù)。第4頁/共22頁以下是Fluke公司生產(chǎn)的兩款測溫儀器.熱電偶測溫系統(tǒng)示意圖第5頁/共22頁熱電偶參比端溫度的恒定及補償

根據(jù)熱電偶測溫原理可知，熱電偶熱電勢的大小只在參比端溫度為恒定時，才能反映測量端的溫度。而在實際應(yīng)用時，熱電偶的冷端總是放置在溫度波動的環(huán)境中，因此冷端溫度不可能是恒定值，測量的值也就不正確。為消除冷端溫度對測量的影響，可采用以下處理辦法。第6頁/共22頁1、補償導(dǎo)線法用補償導(dǎo)線代替部分熱偶絲作為熱電偶的延長部分，使參比端移到離被測介質(zhì)較遠的溫度恒定的地方。2、冰浴法此法是將參比端直接置于零度下，而不需要進行冷端

溫度補償?shù)姆椒ā?、儀表機械零點調(diào)整法4、參比端溫度補償法(以上介紹的兩種Fluke溫度儀都是用此方法來實現(xiàn)溫度補償?shù)摹?5、多點冷端溫度補償法。第7頁/共22頁對熱電偶材料的性能要求熱電偶材料理論上任何導(dǎo)體都可以作為熱電偶的材料，但為了保證熱電勢-溫度關(guān)系的復(fù)現(xiàn)性、穩(wěn)定性和足夠的靈敏度，熱電偶材料應(yīng)滿足如下的要求：1.在測溫范圍內(nèi)，物理化學(xué)性能穩(wěn)定。2.熱電特性好，熱電勢與溫度的關(guān)系呈線性或近似線性關(guān)系。3.溫度變化時，熱電勢變化應(yīng)足夠大。4.電阻溫度系數(shù)要小，導(dǎo)電率要高。5.復(fù)制性要好。第8頁/共22頁T型熱電偶介紹目前散熱實驗室常用的熱電偶分度號為T,分別由銅-銅鎳（康銅）兩種金屬構(gòu)成電偶線的兩極。

它是廉價金屬熱電偶中準(zhǔn)確度最高的，適用范圍在-200度---+350度.它能抵抗?jié)駳獾那治g，可用在真空、氧化、還原及中性氣氛中，在低溫測量中它是一種準(zhǔn)確度很高的熱電偶。銅銅鎳第9頁/共22頁熱電偶線的焊接熱電偶線是分叉的,如下圖。在使用之前需要焊接,焊接端即為測量端。焊接熱電偶線是測試工程師們要常做的基本功課之一。第10頁/共22頁常用的熱電偶焊接設(shè)備

目前各散熱實驗室焊接熱電偶線的設(shè)備主要有以下兩種:

1.電子點焊機;

2.氫氧燒焊機。第11頁/共22頁1.電子點焊機;儲能式點焊機利用電容儲存電量從而在電路閉合的瞬時釋放出電流，利用大電流穿過小積點時產(chǎn)生的局部熱效應(yīng)而達到熔接效果.把熱偶線的兩根金屬導(dǎo)線剝出,交疊放在點焊鉗的點焊棒上,在點焊鉗被壓合的瞬間,電路導(dǎo)通產(chǎn)生一強電流,此時熱偶線交疊點會產(chǎn)生瞬間的高溫,從而把熱電偶線熔合在一起.點焊鉗第12頁/共22頁缺點:1.點焊機價格昂貴,約3.5萬元;2.焊接質(zhì)量不好,焊接頭容易松脫.第13頁/共22頁2.氫氧燒焊機由一臺氫氧電解器和一個燃燒噴嘴組成。先把水電解成氫氣和氧氣,混合后由噴嘴噴出,點燃后便在噴嘴前端形成高溫火焰。把熱偶線的兩根金屬導(dǎo)線絞合在一起,利用用火焰的高溫把兩根金屬導(dǎo)線燒熔在一起.噴嘴氫氧焰第14頁/共22頁缺點:1.燒焊機價格高;2.操作步驟復(fù)雜,焊接點大且氧化嚴(yán)重,容易脫落。第15頁/共22頁經(jīng)過與同事們的交流及不斷改進,摸索出一套利用直流電源焊接熱電偶的新方法:成本低,操作簡單,焊接質(zhì)量好。現(xiàn)與大家分享。第16頁/共22頁直流電源是散熱實驗室的一種常用設(shè)備,它在短路瞬間也會釋放出高電流。我們完全可以利用此高電流與大電流穿過小積點時的局部電熱效應(yīng)來焊接熱電偶。(工作原理與電子點焊機相同)第17頁/共22頁1.用刀片分別剝?nèi)犭娕純啥说乃芰习€,使金屬線裸露出來,并使兩根金屬線平行地靠在一起;(兩根金屬線是否平行地靠在一起,對焊接效果會有很大的影響!)2.將直流電源的正負極分別接上帶鱷魚夾的導(dǎo)線;3.黑色線的鱷魚夾(負極)夾住一刀片(也可用鋼塊替代);紅色線的鱷魚夾(正極)夾住熱電偶一端裸露的兩根金屬線。第18頁/共22頁4.打開電源,將電壓調(diào)到40V左右(電壓范圍在37V~45V均可,實際操作中可跟據(jù)焊接的效果來調(diào)整電壓)

。5.用熱電偶線另一端的金屬線輕輕地觸碰刀片,電源的正負極在接觸的一剎那短路,回路中出現(xiàn)瞬間強電