熱電偶的測溫原理是以熱電效應為基礎,將溫度變化轉化為熱電勢變化進行溫度測量的儀表,是應用zui廣的溫度傳感器。兩種不同成分的導體(稱為熱電偶絲樹或熱電極)兩端接合成回路,當接合點的溫度不同時,在回路中就會產生電動勢,其中,直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端),另一端叫做冷端(也稱為補償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢。
熱電偶溫度計由熱電偶、電測儀表和連接導線組成,它被廣泛用來測量100~1600℃范圍內的溫度,用特殊材料制成的熱電偶還可以測量更高或更低的溫度。熱電偶結構類型較多,應用zui廣泛的主要有普通型熱電偶及鎧裝熱電偶。熱電偶測溫時,冷端必須為O℃,否則將產生測量誤差,而在工藝上使用時,很難使冷端保持在O℃,所以必須對熱電偶冷端進行補償。
熱電偶溫度計安裝、維護
①熱電偶的測量端應有足夠的插入深度。在一般管道中安裝感溫元件時,保護套管端部應達到管道中心處,對于高溫高壓,感溫元件的插入深度應在70~lOOmm之間。如果管道公稱直徑小于50mm,應將溫度計安裝于加裝的擴大管上。
安裝時,應保證測量元件與流體充分接觸,因此要求測溫元件迎著被測介質流向,至少要與被測介質的流向成90度,切勿與被測介質形成順流。
②熱電偶的安裝地點,應盡量避開其他熱源、磁場、電場,防止外來干擾。
③熱電偶補償導線型號應與熱電偶型號相符。
④補償導線對地絕緣電阻和極間絕緣電阻,不應小于2MΩ。
⑤對于熱電偶參考端溫度恒定但不等于0℃時可根據中間溫度定律計算出參考端為O℃的熱電勢值。
⑥對于動圈式儀表也可使用調整儀表機械零點法,將儀表指針調至參考端溫度點
⑦對于熱電偶參考端溫度波動,且不等于O℃時可用補償導線法,將熱黽偶參考端溫度延伸至溫度恒定的地方。補償導線型號與管顯示有負值等現象,說明接入儀表的熱電偶“+"與“一"接錯而造成的。只要重新調換一下即可。
⑤接線正確。儀表在運行時,儀表上排數碼管顯示的溫度與實際測量的溫度相差40~70℃,甚至相差更大,說明儀表的分度號與熱電偶的分度號搞錯。按熱電偶分度號B、S、K、E等熱電偶的溫度與毫伏( mV)值的對應關系來看,同樣溫度的情況下,產生的毫伏值(mV)B分度號zui小,S分度號次小,K分度號較大,E分度號zui大,按照此原理來判別。
(2)熱電偶溫度計常見故障與處理
故障現象 | 故障原因 | 處理方法 |
熱電勢輸出不穩定 | 熱電偶接線柱與熱電極接觸不良 | 將接線柱螺釘擰緊 |
熱電偶測量線路絕緣破損,引起斷續短路或接地 | 找出故障點,修復絕緣 | |
熱電偶安裝不牢或外部振動 | 緊固熱電偶,消除振動或采取減振措施 | |
熱電極將斷未斷 | 修復或更換熱電偶 | |
外界干擾(交流漏電,電磁場感應等) | 查出干擾源,采用屏蔽措施 | |
熱電勢誤差大 | 熱電極變質 | 更換熱電極 |
熱電偶安裝位置不當 | 改變安裝位置 | |
保護管表面積灰 | 清除積灰 |