热电偶电极是通常用于温度测量系统的电气馈通的描述。 热电偶穿通装置不测量温度,而是用于将热电偶的电压信号从真空系统内部传导到外部仪表装置。 MPF使用陶瓷 - 金属密封技术将热电偶组件中使用的各种金属钎焊到高纯度氧化铝陶瓷绝缘体中。 陶瓷金属热电偶穿通装置适用于超高真空应用。

1、温度测量
真空热电偶电极能够将被测物体的温度转化为热电动势。在真空环境中,由于没有空气等介质的干扰,热电偶电极可以更准确地测量高温物体的温度。通过与测量仪表连接,可实时显示被测温度值,广泛应用于高温炉、真空熔炼等高温真空环境下的温度监测。
2、信号传输
电极作为热电偶的重要组成部分,负责将温度产生的热电动势信号传输到测量仪表或控制系统。其具有良好的导电性能,能够确保信号在传输过程中不失真、不衰减。在复杂的真空系统中,电极需要具备稳定的信号传输能力,以便为温度控制和工艺过程提供准确的反馈信息。
3、适应真空环境

▲ 超高真空专用密封式热电偶

电偶主要由正负测量电极(敏感元件,受热产生电动势)、绝缘套管(测量电极和金属护套接触)、保护套管(保护测量电极不被损坏或污染)、接线端子等组成。
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热电极:是测温敏感元件,其测量端一般采用焊接方式构成,材料和直径根据热电偶结构有所不同,如贵金属热电极直径一般为 0.35~0.65mm,普通金属热电极直径一般为 0.50~3.2mm。 -
绝缘管:作用是将两热电极隔离开,防止短路现象,一般有耐火陶瓷、莫来石刚玉和纯刚玉 3 种材质。 -
保护管:使热电极和被测介质不直接接触,避免或减少有害介质侵蚀,火焰和气流的冲刷和辐射以及机械损伤等,还起固定和支撑热电偶感温元件的作用,根据被测介质温度和现场环境条件,有普通型、防溅型、防水型、防爆型等不同形式。 -
接线盒:用来固定连接感温元件与外接导线,起着保护感温元件免受外接气氛侵蚀并使外接导线与热电极有良好接触的作用,一般由铝合金制成,出线孔和盖子都用垫圈加以密封。
柔性密封PFA热电阻
用PFA材质绝缘保护管密封,抗腐蚀和潮气,测温范围0-250℃。

▲ 特氟龙绝缘套
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绝缘套管

绝缘套材料特点

其中,透明的Al2O3(蓝宝石)耐温1900℃,Y2O3为白色略带黄的不透明材料。白色不透明的Al2O3(刚玉管)耐温1650℃。
在1100℃时,石墨衬垫/护罩或加热元件产生的石墨粉尘会向钼鞘渗碳,钼和碳反应,形成钼的碳化物,导致鞘结晶并变得多孔,失去其保护性能。在钼鞘上涂一层厚钨可以减少这种渗碳作用,延长探针寿命,同时钨涂层还增加了耐磨性。
热电偶的主要特点:

测量范围广:热电偶的测量范围非常宽,可以从极低的温度(-200℃以下)到极高的温度(高达2800℃)进行连续测温。
测量精度高:热电偶与被测对象直接接触,不受中间介质的影响,因此测量精度较高。
热响应时间快:热电偶对温度变化反应灵敏,能够迅速捕捉到温度的变化。
结构简单、使用方便:热电偶的结构相对简单,制造方便,且由于是无源传感器,测量时不需外加电源,使用十分方便。
机械强度高、耐压性能好:热电偶具有较高的机械强度和耐压性能,能够在恶劣的工作环境中稳定工作。



热电偶类型
K型热电偶:是目前用量最大的廉金属热电偶,是工业级温度测量常用的热电偶之一,具有线性度好、热电动势较大、灵敏度高、稳定性和均匀性较好等特点。
B型热电偶:为贵金属热电偶,通常用于工业温度测量。具有准确度最高、稳定性最好、测温温区宽、使用寿命长、测温上限高等优点。
E型热电偶:又称镍铬-康铜热电偶,也是一种廉金属的热电偶,具有热电动势大、灵敏度高、稳定性好等特点。
J型热电偶:又称铁-康铜热电偶,同样是一种价格低廉的廉金属热电偶,具有线性度好、热电动势较大、灵敏度较高、稳定性和均匀性较好等特点。
T型热电偶:是在所有廉金属热电偶中精确度等级最高,通常用来测量300℃以下的温度。
注:热电偶精度分等级,不同厂家的同类型热电偶耐温范围会有差别,精度也会有差。
热电偶的应用领域:

在工业生产中,热电偶被用于监测和控制反应温度、炉膛温度、熔融温度等关键参数;在科研实验中,热电偶用于精确控制温度,满足实验对温度测量的高要求。
在日常生活中,热电偶也被用于电热水壶、电烤箱等家用电器的温度控制。此外,热电偶还在能源管理、环保监测等领域发挥着重要作用。