JJG141工作用贵金属热电偶检定规程.docx
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JJG141工作用贵金属热电偶检定规程
JJG141-2000工作用贵金属热电
偶检定规程
工作用贵金属热电偶检定规程
JJG141—2000
目次
1概述
2技术要求
3检定条件
4检定方法
5检定结果处理和检定周期
附录A铂铑10-铂热电偶整XX和检定点的热电动势值及微分热电动势值
附录B铂铑13-铂热电偶整XX和检定点的热电动势值及微分热电动势值
附录C铂铑30-铂铑6热电偶整XX热电动
势值及微分热电动势值
附录D工作用贵金属热电偶(双极法)检定记录
附录E工作用贵金属热电偶(同名极法)检定
记录
附录F工作用贵金属热电偶检定结果整理
表
附录G检定证书(背面)格式80工作用贵金属热电偶检定规程
本规程适用于长度不小于700mm的Ⅰ、Ⅱ级工作用铂铑10-铂、铂铑13-铂及长度不小于450mn的Ⅱ、Ⅲ级工作用铂铑30-铂铑6热电偶的首次检定、后续检定和使用中的检查。
1概述
铂铑10-铂、铂铑13-铂和铂铑30-铂铑6热电偶是国际电工委员会(IEC)颁布的8种通用热电偶型号中的3种贵金属热电偶。
铂铑10-铂热电偶的正极名义成分含量为铂90%、铑10%;铂铑13-铂热电偶正极名义成分含量为铂87%、铑13%;负极均为纯铂。
它们长期使用温度上限为1300℃,短期使用温度上限为1600℃。
铂铑30-铂铑6热电偶正极名义成分含量为铂70%、铑30%;负极名义成分含量为铂94%、铑6%。
长期使用温度上限为1600℃,短期使用温度上限为1700℃。
热电偶两电极直径均为0.50.02mm。
2技术要求
2.1热电偶参考端为0℃时的热电动势,对分度表的示值允许误差换算成温度时,铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶不得超过表1规定;铂铑30-铂铑6热电偶不得超过表2规定。
表1
级
别
温度
范围
示值允许误差
(℃)
Ⅰ
0~1100
±1
1100~
1600
±[1+(t-
1100)×0.003]
Ⅱ
0~600
±1.5
600~1600
±0.25%t
注t为测量端温度。
表2
级别
温度范围(℃)
示值允许误差
Ⅱ
600~1700
±0.25%t
Ⅲ
600~800
±4
800~1700
±0.5%t
注t为测量端温度
2.2外观
2.2.1新制的热电偶电极应平滑、光洁、线径均匀。
测量端焊接应牢固、圆滑、无气孔,直径为(1.1~1.3)mm。
2.2.2使用中的热电偶电极允许稍有弯曲,表面允许稍有暗色斑点,经清洗后若仍有发黑、腐蚀斑点和明显的粗细不均匀等缺陷时,不予检定,并作不合格处理。
3检定条件
3.1环境要求
3.1.1检定炉可放置在常温实验室内。
3.1.2电测设备环境条件应符合使用要求。
3.2标准器检定时所用的标准器由表3列出。
表3
型
号
级别
标准器
S
Ⅰ
1等标准铂铑10-铂热电偶
Ⅱ
R
Ⅰ
1等标准铂铑13-铂或1等标准铂铑10-铂热电偶
Ⅱ
B
Ⅱ
1等标准铂铑30-铂铑6
热电偶
Ⅲ
2等标准铂铑30-铂铑6热电偶
3.3其他设备
3.3.1检定Ⅰ级铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶和Ⅱ级铂铑30-铂铑6热电偶,需配准确度等级不低于0.02级的低电热直流电位差计及配套设备;检定Ⅱ级铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶和Ⅲ级铂铑30-铂铑6热电偶,需配准确度等级不低于0.05级,最小步进值为1μV的低电热直流电位差计及配套设备。
或相当于以上同等准确度的其他电测设备。
3.3.2寄生热电势不大于0.5μV的多点转换开关。
3.3.3检定铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶需卧式检定炉一台及卧式退火炉一台。
检定炉长度约600mm,常用最高温度为1100℃,炉腔内同轴加装一支清洁瓷管,最高均匀温场中心偏离炉子几何尺寸中心不超过20mm,并有20mm长、±1℃的均匀温场;退火炉长度不小于1000mm,温度达到1100℃时应有±20℃的均匀温场,均匀温场的长度应大于400mm,温场的一端距炉口应小于100mm。
3.3.4检定铂铑30-铂铑6热电偶需高温检定炉一台,炉长约500mm,当温度达到1500℃,
最高均匀温场中心偏离炉子几何尺寸中心沿轴线方向不超过20mm,并有20mm长、±1℃的均匀温场。
3.3.5热电偶热电退火装置一套。
3.3.6千分尺、米尺等。
3.3.7参考端恒温器,恒温器内温度为(0±0.1)℃。
3.3.8其他辅助设备如控温设备、热电偶焊接装置、冰柜、电炉等。
4检定方法
4.1外观检查应符合本规程第2条要求。
4.2检定前的清洗和退火。
4.2.1将使用中的热电偶卷成直径不小于80mm的圆圈放入约30%(容积比)的化学纯盐酸溶液中浸渍1h或煮沸15min,取出后用蒸馏水煮沸数次清除酸性。
再将热电偶悬挂在带有铂钩的支架上,铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶通入10.5A电流,铂铑30-铂铑6热电偶通入11A电流,用化学纯的硼砂接触电极上端,使硼砂熔化顺电极流下,除去电极上的污垢,然后再用蒸馏水煮数次清除硼砂。
将清洗后的热电偶悬挂在支架上,铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶通入10.5A电流,铂铑30-铂铑6热电偶通入11A电流,通火1h,退火时两电极夹角应尽量小。
4.2.2新制的热电偶清洗退火时,先将偶丝放入约30%(容积比)的化学纯盐酸溶液中浸渍1h或煮沸15min,再用蒸馏水煮沸数次清除酸性。
然后将偶丝分别挂在带有铂钩的支架上通电退火。
通电电流和退火时间按表4规定进行。
退火后用无水酒精浸过的脱脂棉将电极清洗理直,穿入清洁的双孔绝缘管中,再焊接热电偶测量端。
表4
电极
电流
(A)
退火时间
(h)
对应亮度温度(℃)
铂
10.5
3
1050
铂铑10
11.5
2
1250
铂铑13
11.5
2
1250
铂铑6
11.0
2
1170
铂铑30
12.0
1.5
1250
4.2.3Ⅰ级铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶,需装入退火炉中使其从测量端起不小于400mm的一段处在(1100±20)℃的温场中退火3h。
4.3捆扎和装炉
4.3.1用铂丝或铂铑丝将标准热电偶和被检热电偶捆扎成束,每束热电偶总数包括标准在内不超过5支,并将各测量端用直径为0.2~0.3mm的清洁铂丝或铂铑丝捆扎在一起(扎2~3圈),同轴置于检定炉最高温处。
4.3.2标准热电偶与被检热电偶的参考端对铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶应插在同一冰点恒温器内,插入深度相同,约为100~150mm;对铂铑30-铂铑6热电偶可置于0~40℃的同一恒温器内。
4.4铂铑10-铂热电偶的检定在锌凝固点(419.527℃),铝凝固点(660.323℃)和铜凝固点(1084.62℃)3个点进行;铂铑13-铂热电偶的检定在锌、铝、银凝固点(961.78℃)和铜4个点进行;铂铑30-铂铑6热电偶的检定在1100℃、1300℃和1500℃3个点进行,测量时炉温偏离检定点温度不得超过10℃。
4.5检定方法可采用双极比较法或同名极比较法
4.5.1双极比较法双极比较法是最基本的比较检定方法,适用于各种型号热电偶的检定,其检定原理图如图1所示。
检定时,把炉温升到预定的检定点时,保持数分钟,使热电偶的测量端达到热平衡后再开始测量,测量顺序为:
标准→被检1→被检2→被检3→被检4
↓
标准←被检1←被检
2←被检3←被检4
图1双极比较法检定原理示意图
检定Ⅰ级铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶、Ⅱ级铂铑30-铂铑6热电偶,每支测量次数不少于4次;检定Ⅱ级铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶与Ⅲ级铂铑30-铂铑6热电偶,每支测量次数不少于2次,整个测量过程中炉温变化不得超过0.5℃。
4.5.2同名极比较法该方法适用于同型号热电偶的检定,其检定原理图如图2所示。
图2同名极法检定原理示意图
在图2线路中,被检热电偶的电极与电测仪器的“+”端相接,标准热电偶的电极与电测仪器的“-”端相接,整个测量过程中炉温变化不得超过5℃。
测量每组电极的热电动势Ⅰ级铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶、Ⅱ级铂铑30-铂铑6热电偶不少于4次;Ⅱ级铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶和Ⅲ级铂铑30-铂铑6热电偶不少于2次。
4.5.3Ⅰ级铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶完成各检定点的第一组测量后将热电偶取出,重新捆扎装炉检定,以测得各检定点上的每二组数值。
两次测量值的差不应超出4μV。
如超出应继续再检,选其连续两组测量值之差不超过4μV的算术平均值作为检定结果。
4.5.4Ⅱ级铂铑30-铂铑6热电偶完成各检定点的第一组测量后将热电偶取出,重新捆扎装炉检定,以测得各检定点上的第二组数值。
两次测量的差不应超出8μV。
如超出应继续再检,选其连续两次测量值的差不超过8μV的算术平均值作为检定结果。
5检定结果处理和检定周期
5.1用双极比较法检定时,被检热电偶在各检定点上的热电动热Et被可用下式计算:
(1)式中——检定时被检热电偶测得的热电动势算术平均值;
Et标——标准热电偶证书上给出的热电动势值;
——检定时标准热电偶测得的热电动势算术平均值。
5.2用同名级比较法检定时,被检热电偶在各检定点上的热电动势Et被可用下式计算:
(2)式中——被检热电偶正极与标准热电偶正极在t温度点比较时测得的热电动势算术平均值;
——被检热电偶负极与标准热电偶负极在t温度点比较时测得的热电动势算术平均值。
5.3计算被检热电偶热电动热Et被与通用热电偶分度表Et分偏差值换算成的温差Δt可用下式计算:
(3)式中S(t)——热电偶的微分热电动势值(μV
/℃)。
例1检定Ⅱ级工作用铂铑13-铂热电偶,在锌点附近测得以下数值,判断该被检热
电偶在锌点是否合格
=3.630mV
=3.608mV查标准热电偶证书得E锌标=3.603mV把以上数据代入式
(1)得E锌被=3.630+(3.603-3.608)=3.625mV查铂铑13-铂热电偶的E(t)分度表得E锌分=3.611mV查铂铑13-铂热电偶的S(t)微分热电势表得
S锌=0.01048mV/℃则
该热电偶在锌点符合Ⅱ级示值允许误差。
例2检定Ⅲ级工作用铂铑30-铂铑6热电偶,在1500℃点测得以下数值,判断该热电偶在1500℃点是否合格。
=-0.067mV
=-0.032mV查标准热电偶证书得E1500℃标=10.112mV把以上数据代入式
(2)得
E1500℃被=10.112mV+[-0.067mV-(-
0.032mV)]=10.077mV
查铂铑30-铂铑6热电偶E(t)分度表得
E1500℃分=10.099mV
查铂铑30-铂铑6热电偶S(t)微分热电势得
S1500℃=0.01156mV/℃
则
该被检热电偶在1500℃点符合Ⅲ级示值允许误差。
5.4经检定后符合本规程各项技术要求的热电偶发给检定证书,不符合本规程要求的热电偶发给检定结果通知书。
5.5使用中的热电偶检定周期,Ⅰ级铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶和Ⅱ级铂铑30-铂铑6热电偶一般不超过1年;Ⅱ级铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶和Ⅲ级铂铑30-铂铑6热电偶一般不超过半年。
附录A铂铑10-铂热电偶整XX和检定点的热电动势值及微分热电动势值
t(℃)
E(m
V)
S(μV/℃)
t(℃)
E(m
V)
S(μV
/℃)
t(℃)
E(m
V)
S(μV/℃)
300
2.32
3
9.13
660.
323
5.86
0
10.40
1100
10.7
57
11.84
400
3.25
9
9.57
700
6.27
5
10.53
1200
11.9
51
12.03
419.
3.44
9.64
800
7.34
10.87
1300
13.1
12.13
527
7
5
59
500
4.23
3
9.90
900
8.44
9
11.21
1400
14.3
73
12.13
600
5.23
9
10.21
1000
9.58
7
11.54
1500
15.5
82
12.04
630.
630
5.55
3
10.30
1084
.62
10.5
75
11.80
1600
16.7
77
11.85
附录B铂铑13-铂热电偶整XX和检定点的热电动势值及微分热电动势值
t(℃)
E(m
V)
S(μV/℃)
t(℃)
E(m
V)
S(μV
/℃)
t(℃)
E(m
V)
S(μV/℃)
300
2.40
1
9.74
700
6.74
3
11.83
1200
13.92
400
3.40
8
10.37
800
7.95
0
12.31
1300
14.6
29
14.08
419.
527
3.61
1
10.48
900
9.20
5
12.79
1400
16.0
40
14.13
500
4.47
1
10.89
961.
78
10.0
03
13.07
1500
17.4
51
14.06
600
5.58
11.36
1000
10.5
13.23
1600
18.8
13.88
3
06
49
630.
630
5.93
3
11.50
1084
.62
11.6
40
13.58
660.
323
6.27
7
11.64
1100
11.8
50
13.63
附录C铂铑30-铂铑6热电偶整XX热电动势值及微分热电动势值
t(℃)
E(m
V)
S(μV
/℃)
t(℃)
E(m
V)
S(μV/℃)
t(℃)
E(m
V)
S(μV
/℃)
600
1.79
2
5.96
1100
5.78
0
9.77
1600
11.2
63
11.69
700
2.43
1
6.81
1200
6.78
6
10.36
1700
12.4
33
11.67
800
3.15
4
7.64
1300
7.84
8
10.87
1800
13.5
91
11.48
900
3.95
7
8.41
1400
8.95
6
11.28
1000
4.83
9.12
1500
10.0
11.56
4
99
附录D
工作用贵金属热电偶(双极法)检定记录
复核员
检定员
日期
日期
复核员
检定员
日期
日期
附录F
工作用贵金属热电偶检定结果整理表
测量值
热电偶编号
检定点(℃)
(mV)
检定结果
发给证书号
第一组值
第二组值
组差
平均值
整理复核
日期
附录G
检定证书(背面)格式
G.1铂铑10-铂热电偶
检定结果t(℃)
E(mV)
419.527
660.323
1084.62
热电偶参考端温度为0℃
注:
下次送检必须带此证书
G.2铂铑13-铂热电偶
检定结果
t(℃)
E(mV)
419.527
660.323
961.78
1084.62
热电偶参考端温度为0℃
注:
下次送检必须带此证书
G.3铂铑30-铂铑6热电偶
检定结果
E(mV)
t(℃)
1100
1300
1500
热电偶参考端温度为0℃
注:
下次送检必须带此证书
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