10.8 MAP® Thermocouple Wire 補償導線(延伸級&補償級)

【The Best Solution of Thermocouple Cable】  

熱電偶 補償導線の最佳方案 : 工業溫控設備、火力發電廠、石油煉油廠、玻璃熱熔溫控、金屬熔爐溫控。

【熱電偶原理】 Thermocouple / Compensation Cable

當有兩種不同的導體或半導體A和B組成一個迴路，其兩端相互連線時，只要兩結點處的溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為T0 ，稱為自由端（也稱參考端）或冷端，迴路中將產生一個電動勢，該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關。

這種現象稱為『熱電效應』，兩種導體組成的迴路稱為『熱電偶』，這兩種導體稱為『熱電極』，產生的電動勢則稱為『熱電動勢』 。

熱電動勢由兩部分電動勢組成，一部分是兩種導體的接觸電動勢，另一部分是單一導體的溫差電動勢。

【補償導線 分類如下 】

B-TYPE , R-TYPE , S-TYPE , K-TYPE ,  N-TYPE ,

E-TYPE , J-TYPE , T-TYPE , G-TYPE , C-TYPE , D-TYPE

依照導體材質的選用，區分 延伸級 & 補償級  

延伸級 (extension cables): 與相應熱電偶(測溫端)具有相同成分的導體製成的電纜

補償級 (compensating cables):與相應熱電偶(測溫端)不同的導體製成的電纜

根據測溫度精度的誤差，再區分 class.1 (精密級)  &  class.2 (普通級/素線級) 

R型熱電偶 (白金．銠13% -白金), Thermocouple 0~1600℃ 

因採用高純度 (99.999~99.9999%)之白金所以能充分滿足±0.25%的高精度要求。此種熱電偶不可在真空還原及金屬蒸氣中直接使用，務必選用高純度(>99.5%)再結晶氧化鋁保護管(PT0)及再結晶氧化鋁絕緣礙子(PS0)。組立裝配時不可沾到汗濕與油污，需用酒精或石油精拭淨，以免影響其精度。 安定性良好，適合於製作標準熱電偶及氧化氣體中使用。但熱電動勢小，由補償導線所影響的誤差大。

S型熱電偶 (白金．銠10% -白金), Thermocouple 0~1600℃ 

法國化學家Henry Louis Le Chatelier於西元 1886年開發之熱電偶。I.P.T.S (國際實用溫度刻度)以銻的凝固點 (630.74℃)至金的凝固點 (1064.43℃)之間的溫度標準用之(即校正用熱電偶)。使用上注意事項與適用範圍與“R”型熱電偶相同。機械強度較R 型弱。

B型熱電偶 (白金．銠30% -白金．銠6%), Thermocouple 600~1700℃ 

由於測溫線中的銠含量增加，融點及機械強度均提高。可消除純白金於使用中產生由正極向負極銠 (Rh) 原子的擴散所產生熱電動勢特性的劣化現象。氧化性、中性氣體中可連續使用，即使在還原性氣體中亦比R型熱電偶對使用壽命長。比R、S型熱電偶之使用溫度高，尤適用於高溫域需求“精密測定與耐久性”之狀況。但低溫域的熱電動勢極小故精度較差。

K型熱電偶 (鎳．鉻–鎳．鋁), Thermocouple -200~1250℃ 

美國Hoskins公司於西元1906年由A.L.Marsh氏開發，其後曾經一再改良，目前工業上最廣泛被使用，具有高度信賴性之熱電偶。 此類熱電偶可使用至1200℃左右之高溫，熱電動勢的直線性良好，耐熱、耐蝕性高，在二氧化碳等氣體中，熱電動勢頗為安定。但在還原性(H2、CO)氣體中，氧氣分壓低的情況下，正極之鎳鉻合金線會劣化而產生“Green  Rot”(構成合金的鉻之選擇性氧化現象，因而熱電動勢值會顯著降低而產生誤差，使用時請特別注意)。 選擇性氧化現象可由下列諸點判斷：(a) 素線表層或表層下生成綠色脆化膜(Green – Rot)。(b) 彎曲素線則由於脆化，表面會有裂痕。(c) 本無磁性的素線會帶有磁性。(d) 熱電動勢會於短時間內產生數十度至百度之負誤差。

N型熱電偶 (鎳．鉻Nicrosil – 鎳矽Nisil), Thermocouple -200~1250℃

為改善K Type熱電偶缺陷而研究開發之鎳合金熱電偶。其熱電動勢之特性曲線與K Type 熱電偶極為相似，600℃以上高溫域之直線性則較K Type 熱電偶優越。不但可取代K Type 熱電偶，且能超越「其常用限度」之高溫域使用。由於在高溫下具有較佳的耐氧化性與安定性，可獲得「高精準度」之溫度測定。常用溫度1200℃，最高使用溫度1250℃。 (註：正、負極均不具磁性較難辨別極性。) 

E型熱電偶 (鎳．鉻– 鏮), Thermocouple -200~900℃ 

工業用熱電偶中，熱電動勢值最高的一種。近年來需求急速增加，大型火力及核能發電廠均採用。正極之鎳．鉻合金與「K型熱電偶」同有Green-Rot之現象使用時，宜採取相似之措施。其電阻較大，應慎選計器使用。

J 型熱電偶 (鐵 – 銅鎳合金), Thermocouple 0~750℃

於還原性氣體、惰性氣體、氧化及真空環境中可使用到750℃，熱電動勢特性僅次於E型熱電偶。但不可在538℃以上的硫酸環境中使用，由於硫化物的形成，會導致導體脆化。在含有水分的氧化氣體中由於正極材料鐵易生鏽，使用時應注意。於低溫度測量，J型比T型不理想。(註：JIS與DIN 合金之熱電動勢不同，故不能相互替用。) 

T型熱電偶 (銅 –銅鎳合金), Thermocouple -200~350℃

T 型熱電偶在潮濕的環境中有良好的耐腐蝕性，適用於零度以下的溫度測量。於真空及氧化環境或還原性氣體、惰性氣體中可用到400℃。在較高的溫度下，易因水蒸汽而迅速氧化。熱電動勢安定、精度高，實驗室等常採用。在國外於低溫域使用有取代J型熱電偶勢式。由於T型熱電偶導線的高導熱性，較短的熱電偶必須小心，以消除熱電偶裝置上發生的熱傳導誤差。 註：E、J、T型熱電偶的負極雖均使用 (銅、鎳合金)。 名稱雖同，可是為配合其各極之特性，銅鎳配合比，亦隨之各異，故彼此沒有互換性，需特別注意。 

各類金屬材質 耐溫解析一覽表 ↓↓↓

資料出處 (IEC 60584-3 熱電偶.第3部分延長電纜和補償電纜.允差和識別系統):

https://webstore.iec.ch/en/publication/2525

http://www.wade.com.tw/uploads/root/WADE7thEdit20170601.pdf

【各種絕緣/披覆材料，物理特性一覽表】

【鉑電阻式溫度感測器】Resistance Temperature Detectors (RTDs)

在較低溫度下，使用 RTD 是因為它們操作更簡單，靈敏度和穩定性更高。 熱電偶具有更好的響應時間。 RTD 是特殊電阻器，其電阻值以已知方式隨溫度變化。 RTD 使用普通銅儀表電纜連接到溫度記錄或過程控制儀表。 連接 RTD 不需要熱電偶線。

典型的 RTD 電纜是標準儀表電纜，採用兩根、三根或四根導線或可能成對/三組/四組的組，具體取決於所使用的 RTD 的類型和被監控的設備數量。

RTD- 【 Compensation Grade 補償級 】

RTD- 【 Extension Grade 延伸級 】