s*先介紹了真空熱處理爐(0~1300℃加熱區(qū)間)中溫度的關(guān)鍵部件熱電偶的結(jié)構(gòu)以及在真空熱處理爐中熱電偶的類型、優(yōu)缺點。然后總結(jié)了目前國內(nèi)在這一溫段真空熱處理爐所用的熱電偶的類型、選擇方法、性價比。對比了高溫段國外真空熱處理爐選用的熱電偶與國內(nèi)的不同。z*后介紹了熱電偶保護(hù)管的類型及各類保護(hù)管在真空熱處理爐中的應(yīng)用。通過分析可以讓大家對熱電偶有更加深刻地了解，在生產(chǎn)應(yīng)用中能根據(jù)實際情況選擇合適的熱電偶，為企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本。

　　

　　真空熱處理技術(shù)具有無氧化、無脫碳、表面質(zhì)量好等突出的優(yōu)點，經(jīng)過熱處理的工件，在耐磨性、耐腐蝕性等方面有很大的進(jìn)步。真空熱處理技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備關(guān)鍵部件的處理，是軍品、民品中關(guān)鍵的熱處理技術(shù)，所以說真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.chvacuum.com/)認(rèn)為真空熱處理技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前先進(jìn)的熱處理生產(chǎn)技術(shù)的主要標(biāo)志，在近幾年來真空熱處理技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。真空熱處理爐是真空熱處理的必要條件，真空熱處理的兩大重要指標(biāo)是真空和溫度。本文主要淺談下在真空熱處理爐的溫度控制的關(guān)鍵部件：熱電偶，包括熱電偶的結(jié)構(gòu)、熱電偶的型號、熱電偶的選擇及應(yīng)用。

　　

　　1、熱電偶的結(jié)構(gòu)

　　

　　熱電偶的結(jié)構(gòu)主要是由四大件構(gòu)成：熱電偶偶絲、絕緣套管、保護(hù)管及接線盒

　　

　　其中，接線盒主要是連接熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線使用;保護(hù)管是為了使熱電偶偶絲與使用環(huán)境隔離，并使熱電偶有更好抗機(jī)械強(qiáng)度;絕緣保護(hù)套管是防止熱電偶的正、負(fù)電極之間短路以及熱電偶絲與保護(hù)管之間形成短路;熱電偶偶絲是熱電偶z*主要的部分，也是決定熱電偶型號及價格的關(guān)鍵因素。貴金屬的偶絲直徑一般在0.3~0.65mm之間，廉金屬的偶絲一般在0.5~3.2mm之間。偶絲的測溫端一般是采用焊接的方式形成。

　　

　　2、熱電偶概述

　　

　　2.1、熱電偶的分類

　　

　　一般國內(nèi)真空熱處理爐選用的熱電偶的類型為：PT100鉑電阻、K型熱電偶、N型熱電偶及S型熱電偶。而國外的不同之處在于高溫段選用的熱電偶有所不同，新增加了B型熱電偶與R型熱電偶。

　　

　　2.2、熱電偶的簡介

　　

　　(1)PT100鉑電阻

　　

　　PT100鉑電阻表示在0℃時，其阻值為100歐姆。隨著溫度的上升它的阻值成勻速增長，根據(jù)阻值的變化來測定其溫度的變化。PT100鉑電阻在真空熱處理爐上的應(yīng)用比較少，在測量水溫、油溫的時候會用到，一般使用溫度為0~300℃。

　　

　　(2)K型熱電偶

　　

　　K型熱電偶的學(xué)名為鎳鉻-鎳硅熱電偶。K型熱電偶的優(yōu)點是：在準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、均勻性等方面較好，價格便宜。其缺點是300~500℃和800℃左右兩個區(qū)間電動勢不穩(wěn)定。K型熱電偶是一種廉金屬熱電偶，使用測量范圍0~1200℃，長期使用溫度為1100℃左右，短期為1200℃。

　　

　　(3)N型熱電偶

　　

　　N型熱電偶的學(xué)名為鎳鉻硅-鎳鉻熱電偶。N型熱電偶的優(yōu)點是準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、均勻性等各方面較好，價格便宜，同時克服了K型熱電偶在300~500℃和800℃左右兩個區(qū)間電動勢不穩(wěn)定。N型熱電偶也是一種廉金屬熱電偶，測量范圍0~1200℃，長期使用溫度為1100℃左右，短期為1200℃。

　　

　　(4)S型熱電偶

　　

　　S型熱電偶就是我們通常所說的鉑銠熱電偶，學(xué)名為鉑銠10-鉑熱電偶。S型熱電偶在真空熱處理爐中常用的溫度為800~1300℃，這也是S型熱電偶測量精度z*高的溫區(qū)。而在800℃以下測溫精度不高，1300℃以上熱電偶容易損壞。S型熱電偶的優(yōu)點是：準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好、測量溫區(qū)寬、使用壽命長等;缺點是：價格昂貴，對污染非常敏感。

　　

　　(5)R型熱電偶

　　

　　R型熱電偶的學(xué)名為鉑銠13-鉑熱電偶。R型熱電偶長期使用溫度為1300~1500℃，短期可達(dá)到1600℃。R型熱電偶的優(yōu)點是：準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好、壽命長;缺點是：價格昂貴、對污染敏感。

　　

　　(6)B型熱電偶

　　

　　B型熱電偶的學(xué)名為鉑銠30-鉑銠6熱電偶。B型熱電偶長期使用溫度為1300-1600℃，短期可達(dá)到1800℃。B型熱電偶的優(yōu)點是：不需要用特殊的補(bǔ)償導(dǎo)線、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好、測溫上限高、壽命長;缺點是：價格昂貴，對污染靈敏。

　　

　　2.3、熱電偶在真空熱處理中的應(yīng)用

　　

　　從上節(jié)熱電偶的簡介中，我們不難看出每種熱電偶適合的測溫區(qū)域及性價比。

　　

　　現(xiàn)總結(jié)如下：

　　

　　(1)低溫段(0~300℃)：在這一溫段的應(yīng)用我們一般選擇用PT100鉑電阻，雖然PT100鉑電阻的各方面性能都一般，但是在低溫段上，PT100的性能基本上能滿足設(shè)備的使用要求，z*主要的是PT100鉑電阻價格上有優(yōu)勢。如果在性能上有更高的要求，大家也可以選擇K型熱電偶或N型熱電偶，當(dāng)然在價格方面就要貴點，實際情況實際選擇。

　　

　　(2)中溫段(300~1000℃)：在這一溫段我們一般選用的是K型熱電偶或N型熱電偶。我國傳統(tǒng)的選擇型號標(biāo)準(zhǔn)為K型熱電偶，因為K型熱電偶在測溫區(qū)和各方面性能都能滿足這一溫段真空熱處理爐的需求，還有就是K型熱電偶低廉的價格也是必不可少的一大因素，所以這也是為什么K型熱電偶是目前用量z*大的熱電偶。隨著研究人員的研究，近幾年來N型熱電偶在國內(nèi)真空熱處理爐中有了很大的發(fā)展。因為N型熱電偶在各反面性能指標(biāo)上都與K型熱電偶不相上下，同時克服了K型熱電偶在300~500℃和800℃左右兩個區(qū)間電動勢不穩(wěn)定的缺點，在價格方面N型熱電偶也是一種廉價的熱電偶。所以現(xiàn)在N型熱電偶展現(xiàn)出了一種良好的發(fā)展趨勢，逐步有很多設(shè)備N型熱電偶取代了K型熱電偶的應(yīng)用。如果在這一溫段，真空熱處理爐對溫度性能指標(biāo)有更高的要求的話，大家也可以選擇S型熱電偶，當(dāng)然S型熱電偶昂貴的價格就是大家需要考慮的一個問題了。

　　

　　(3)高溫段(1000~1300℃)：在這一溫段真空熱處理爐國內(nèi)一般選擇S型熱電偶，S型熱電偶使用溫度高、性能指標(biāo)也更加優(yōu)越，同時S型熱電偶也是曾經(jīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。有些使用溫度在1000~1200℃的真空熱處理爐也會選用K型熱電偶或N型熱電偶，其低廉的價格是主要的因素。國外在1200℃、1300℃選用的熱電偶一般是R型熱電偶為主，因為國外研究機(jī)構(gòu)通過研究表明，R型熱電偶性能優(yōu)于S型熱電偶，但是在國內(nèi)真空熱處理行業(yè)，R型熱電偶一直沒有推廣開來，還是以傳統(tǒng)的S型為主。B型熱電偶其使用范圍要更高，所以在1300℃使用頻率也是非常低的。

　　

　　3、熱電偶保護(hù)管的介紹及應(yīng)用

　　

　　我們大家平時提到熱電偶，都是在談?wù)揝型、K型等偶型，大家都忽略了熱電偶的一個重要部件：熱電偶的保護(hù)管。本文所說真空熱處理爐中常用的熱電偶使用的保護(hù)管，可以分分為兩大類：金屬保護(hù)管、非金屬保護(hù)管。

　　

　　3.1、金屬保護(hù)管

　　

　　金屬保護(hù)管是1300℃以下真空熱處理爐常用的一種保護(hù)管，金屬保護(hù)管材質(zhì)一般是不銹鋼，根據(jù)不銹鋼標(biāo)號的不同用于不同的溫段，分別是：201、301不銹鋼保護(hù)管主要用于0~600℃區(qū)間使用的熱電偶;304、321、316、2520不銹鋼保護(hù)管主要用于600~1000℃區(qū)間使用的熱電偶;3030、3039主要用于1000~1300℃區(qū)間使用的熱電偶。近幾年隨著研究，有了更多的合金保護(hù)管的出現(xiàn)，以適應(yīng)1300高溫點的使用，但是都還在近一步的試驗、推廣中。

　　

　　3.2、非金屬保護(hù)管

　　

　　非金屬保護(hù)管以剛玉管為主，溫度更高就需要用到石墨管。剛玉管使用溫度可達(dá)到1800℃，石墨可達(dá)到更高的3000℃。

　　

　　在真空熱處理爐中，我們一般用到的都是各種材質(zhì)的金屬保護(hù)管，因為金屬保護(hù)管對溫度的反映靈敏、溫差小。其缺點就是不耐高溫，z*高使用溫度1200℃左右，當(dāng)超過1300℃時要慎用。想要長期在1300℃下使用，我們就需要選擇使用非金屬保護(hù)管。非金屬保護(hù)管耐高溫，但是有個缺點那就是對溫度變化的靈敏度稍差，如果真空熱處理爐中對恒溫區(qū)這一項指標(biāo)有比較高的要求如：±3℃或更高，就不適合使用非金屬保護(hù)管。由于金屬保護(hù)管對溫度反應(yīng)靈敏，但是不耐高溫而非金屬保護(hù)管耐高溫對溫度的反應(yīng)稍差，都各自都有缺點，也就催生了一種新的保護(hù)管的出現(xiàn)，那就是金屬陶瓷保護(hù)管。金屬陶瓷保護(hù)管克服了金屬保護(hù)管與非金屬保護(hù)管的缺點，有很好的應(yīng)用前景。但是現(xiàn)在真空熱處理爐中還沒有得到很好的推廣。

　　

　　4、結(jié)束語

　　

　　在真空熱處理爐中熱電偶是一個很關(guān)鍵的部件，不僅僅是由于其是溫度控制的關(guān)鍵，還因為熱電偶是一種消耗品。不管哪一類型真空熱處理爐，隨著使用的時間增長，熱電偶的測溫精度都會下降。所以根據(jù)使用的頻率我們過一定的時間段，為了保證設(shè)備的測溫、控溫精度能都達(dá)到要求都會去更換新的熱電偶來保證設(shè)備的正常使用。這就需要我們選擇合適的熱電偶，來降低設(shè)備的生產(chǎn)成本。希望通過本文可以讓大家更好的認(rèn)識熱電偶，能為大家?guī)砹己玫慕?jīng)濟(jì)效益，節(jié)約成本。