热电偶在真空热处理炉中的应用及研究.docxVIP

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热电偶在真空热处理炉中的应用及研究

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摘要：随着社会的发展，热电偶也有了相应的进步。同时，热电偶也广泛运用在真空热处理炉中。本文针对真空热处理炉（0---1300摄氏度）之间的温度的热电偶的结构以及在真空热处理炉中热电偶的类型、优缺点进行了简要的分析。然后阐述了目前我国热电偶的类型、选择方法以及性价比，同时探讨了真空热处理炉下的温度控制的关键部件：热电偶，其热电偶的原理、型号、选择及应用。通过分析让人们清楚地了解热电偶，在生产过程中根据实际情况，进行合理的选择热电偶，给企业节约成本，带动企业的发展。

关键字：热电偶；真空热处理炉；结构；类型；应用研究

引言

通过热处理的工作，可以在一定程度上提高耐磨性、耐腐蚀性。目前，我国已经广泛运用真空热处理技术。其中真空热处理炉是真空热处理的必要条件，较为重要的两个指标是真空及其温度。以下针对真空热处理炉的温度控制的关键部件及其热电偶的改善、结构、型号和选择应用进行简要的分析。

一、热电偶、真空热处理炉的概述

（一）热电偶的定义、分类

1、定义：热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。

2、分类：我国大多的真空热处理炉选用的热电偶的类型是：K型电热偶、N型电热偶、S型电热偶以及PT100铂电阻。相比于国外选用的高温热电偶的类型有所区别，国外要多B型热电偶以及R型热电偶。

（二）真空热处理炉

真空热处理即真空技术与热处理两个专业相结合的综合技术，是指热处理工艺的全部和部分在真空状态下进行的。真空热处理炉热效率高，可实现快速升温和降温，可实现无氧化、无脱碳、无渗碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脱脂除气等作用，从而达到表面光亮净化的效果。

(三)原理

电偶的测温原理是基于1821年塞贝克发现的热电现象。把两种不同的导体或半导体材料A、B连接成闭环回路，并将它们的两个连接点，分别置于温度为T及T0（设T＞T0）的热源中，该回路内就会产生热电动势（简称热电势），可用EAB（T，T0）表示，这种现象即称作热电效应。

二.热电偶在真空热处理炉中的应用

（一）低温段（0---300摄氏度）间的应用

如果是这一低温段，就需要选择PT100铂电阻。虽然PT100铂电阻的大多性能都比较一般，可是在低温段之间能够满足设备所需的各种要求，同时它的价格上也比较有优势。当性能上需要更高的要求时，也就可以选择用K型电热偶以及N型电热偶。这个需要根据实际需求来进行合理的选择。

（二）中温段（300---1000摄氏度）

中温段需要选用的是K型热电偶和N型热电偶。以前，我国广泛选用标准型号的K型热电偶。主要是由于K型热电偶在进行中温段的测温能够很好的满足，同时它的价格也比较的优惠，因此，K型热电偶得到人们广泛的使用。随着科学技术的发展和进步，相关人员不断地进行研究探索，最近几年出现了N型热电偶。N型热电偶迅速在我国的真空热处理炉中发展起来。由于N型热电偶与K型热电偶在各个方面的指标以及性能都大同小异。与此同时，K型热电偶的不稳定电动势也被N型热电偶得以解决。除此之外，N型热电偶的价格更加优惠。因此，N型热电偶呈现出了更加优质的发展条件，渐渐会取代K型热电偶的应用。

（三）高温段（1000---1500摄氏度）

在高温段的真空热处理炉我国一般都会选择用S型热电偶。S型热电偶主要的使用特点就是温度高，同时它的性能较为优质，也是国际上标准的热电偶。目前，国外的市场上已经在使用R型热电偶，R型热电偶的性能要大大远超S型热电偶。目前国内还没大力推广R型热电偶，其主要的原因就是价格偏高，使用技术不够成熟，因此还是广泛采用较为传统的S型热电偶。

三.针对热电偶保护管的选择与研究

（一）金属保护管

金属保护管事应用在1300摄氏度以下的真空热处理炉常用的一种保护管。它的材质一般采用不锈钢。不同的不锈钢运用于不同的温段。首先是0至600摄氏度需要使用201、301的不锈钢保护管；然后是600至1000摄氏度使用的热电偶需要使用304、316、321等等不锈钢保护管；最后是1000至1300摄氏度区间使用的热电偶需要采用3039、3030的不锈钢保护管。随着科技的进步以及相关研究人员的研究探索，新的合金保护管相应出现，也逐渐会进行试验和推广。

（二）非金属保护管

非金属保护管主要是以刚玉管为主，此外还有石墨管运用在温度更高的地方。因为刚玉管的接受温度可以在1800摄氏度，但是石墨