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熱電偶的常見故障分析及處�

熱電偶的常見故障分析及處�

來源�本站 點擊� �(fā)布時間:2021-06-19 17:31:26

熱電偶(thermocouple)是溫度測量儀�中常用的測溫元件,它直接測量溫度,并把溫度信號轉換成熱電動勢信號,通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同,但是它們的基本結構卻大致相�,通常由熱電極、絕緣套保護管和接線盒等主要部分組成,通常和顯示儀�、記錄儀表及電子調節(jié)器配套使用�

   工作原理

當有兩種不同的導體或半導體A和B組成一個回�,其兩端相互連接�,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,回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”,兩種導體組成的回路稱為“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�,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�
熱電偶回路中熱電動勢的大�,只與組成熱電偶的導體材料和兩接點的溫度有關,而與熱電偶的形狀尺寸無關。當熱電偶兩電極材料固定�,熱電動勢便是兩接點溫度t和t0。的函數�。即

這一關系式在實際測溫中得到了廣泛應用。因為冷端t0恒定,熱電偶產生的熱電動勢只隨熱�(測量�)溫度的變化而變�,即一定的熱電動勢對應著一定的溫度。我們只要用測量熱電動勢的方法就可達到測溫的目的�

測量方法

熱響應時間比較復雜,不同的試驗條件會有不同的測量結果,這是因為它受熱電偶與周圍介質的換熱率影響,換熱率�,則熱響應時間就�。為了使熱電偶產品的熱響� 時間具有可比�,國家標準規(guī)定:熱響應時間應在專用水流試驗裝置上進行。該裝置的水流速度應保�0.4±0.05m/s,初始溫度在5-45℃的范圍�,溫度階躍值為40-50�。在試驗 過程中,水的溫度變化應不大于溫度階躍值的±1%。被試熱電偶的置入深度為150mm或設計的置入深度(選其中較小值并在試驗報告中注明��
由于該裝置比較復�,目前只有極少數單位有這套設備,故國家標準中規(guī)定允許生產廠與用戶協(xié)�,可采用其他試驗方法,但所給數據必須注明試驗條件�
由于B型熱電偶在室溫附近熱電勢很小,熱響應時間不容易測�,因此國家標準規(guī)定可采用同規(guī)格的S型熱電偶的熱電極組件替換其自身的熱電極組�,然后進行試驗�
試驗時應記錄 熱電� 的輸出變化至相當于溫度階躍變�50%的時間T0.5,必要時可記錄變�10%的熱響應時間T0.1和變�90%的熱響應時間T0.9。所記錄的熱響應時間,應是同一 試驗至少三次測試結果的平均值,每次測量結果對于平均值的偏離應在±10%以內。此外,形成溫度階躍變化所需的時間不應超過被測試 熱電� 的T0.5的十分之一。記錄儀器或儀 表的響應時間不應超過被試熱電偶的T0.5的十分之一�

   常見故障分析及處理:

故障現象
可能原因
處理方法
熱電勢比實際值小(顯示儀表指示值偏低)
熱電極短�
如潮濕所�,則進行干燥;如絕緣子損�,則更換絕緣�
熱電偶的接線柱處積灰,造成短路
清掃積灰
補償導線線間短路
找出短路�,加強絕緣或更換補償導線
熱電偶熱電極變質
在長度允許的�(fā)問下,剪去變質段重新焊接,或更換新熱電偶
補償導線與熱電偶極性接�
重新接正�
補償導線與熱電偶不配�
更換相配套的補償導線
熱電偶安裝位置不錄或插入深度不符合要�
重新按規(guī)定安�
熱電偶冷端溫度補償不符合要求
調整冷端補償�
熱電偶與顯示儀表不配套
更換熱電偶或顯示儀表使之相配套
熱電勢比實際值大(顯示儀表指示值偏高)
顯示儀表與熱電偶不配套
更換熱電偶使之相配套
熱電偶與補償導線不配�
更換補償導線使之相配�
有直流干擾信號進入
排除直流干擾
熱電勢輸出不�(wěn)�
熱電偶接線柱與熱電極接觸不良
將接線柱螺絲擰緊
熱電偶測量線路絕緣破�,引起斷�(xù)短路或接�
找出故障�,修復絕�
熱電偶安裝不牢或外部震動
緊固熱電�,消除震動或采取減震措施
熱電極將斷未�
修復或更換熱電偶
外界干擾(交流漏�,電磁場感應等)
查出干擾�,采用屏蔽措�
熱電偶熱電勢誤差�
熱電極變�
更換熱電�
熱電偶安裝位置不�
改變安裝位置
保護管表面積�
清除積灰