|
來自：熱電偶 http://jesusfreakgeek.com
熱電偶溫度計屬于接觸式溫度測量儀表。是根據熱電效應即塞貝克效應原理來測量溫度的，是溫度測量儀表中常用的測溫元件。將不同材料的導體A、B接成閉合回路,接觸測溫點的一端稱為測量端(或工作端),另一端稱為參比端(或自由端)。若測量端和參比端所處溫度t和t0不同,則在回路的A、B之間就產生一熱電勢EAB(t，t0),這種現象稱為塞貝克效應，即熱電效應。EAB大小隨導體A、B的材料和兩端溫度t和t0而變,這種回路稱為原型熱電偶。在實際應用中，將A、B的一端焊接在一起作為熱電偶的測量端放到被測溫度t處，而將參比端分開，用導線接入顯示儀表，并保持參比端接點溫度t0穩(wěn)定。顯示儀表所測電勢只隨被測溫度而t變化。
常用的普通工業(yè)型熱電偶有：
1.鉑銠10一鉑熱電偶：屬于貴重金屬熱電偶，正極為鉑銠合金，負極為鉑，短期工作溫度為1600℃，長期工作溫度為1300℃，物理、化學穩(wěn)定性好，一般用于準確度要求較高的高溫測量。但材料較貴，熱電勢較小，分度號為S。
2.鎳鉻一鎳硅熱電偶：它是非貴重金屬中性能最穩(wěn)定的一種，應用很廣，正極為鎳鉻。短期工作溫度為1200℃，長期工作溫度為900℃。此種熱電偶的熱電勢比上一種大4到5倍，而且線性度更好，誤差一般在(6-8)℃。但其熱電極不易做得很均勻，較易氧化，穩(wěn)定性差。分度號為K。
3.鎳鉻一康銅熱電偶：正極是鎳鉻，短期工作溫度為800℃，長期工作溫度為60℃。它是熱電勢最大的一種熱電偶，測量準確度較高，但極易氧化。分度號為E。
4.銅一康銅熱電偶：這是在低溫下應用得很普遍的熱電偶，測量溫度范圍(-200-+200)℃，穩(wěn)定性好，低溫時靈敏度高并且價格低廉。分度號為T。
鎧裝熱電偶是由熱電極、絕緣材料和金屬套管三者組合加工而成，它可以做得很細很長，在使用中可以隨測量需要進行彎曲，其特點是：熱情性小、熱接點處的熱容量小、壽命較長、適應性強等，應用廣泛。
實際使用時特別要注意補償導線的使用。通常接在儀表和接線盒之間的補償導線，其熱電性質與所用熱電偶相同或相近，與熱電偶連接后不會產生大的附加熱電勢，不會影響熱電偶回路的總熱電勢。如果用普通導線來代替補償導線，就起不到補償作用，從而降低測溫的準確性。所以，使用單位在安裝儀表敷線時應注意：補償導線與熱電偶連接時，極性切勿接反，否則測溫誤差反而增大。
實際測量中，如果測量值偏離實際值太多，除熱電偶安裝位置不當外，還有可能是熱電偶偶絲被氧化、熱電偶測量端焊點出現砂眼等。
熱電偶溫度計的安裝
熱電阻和熱電偶溫度計屬于接觸式溫度計，由于其無法替代的優(yōu)點成為工礦企業(yè)和科研院所常用的溫度測量儀表。正確的安裝熱電偶和熱電阻傳感器是保證其測量精度和使用壽命的重要因素。下面根據平時的使用情況以幾種常用的安裝方式作些介紹，希望能給大家的實際工作提供點參考。
首先熱電偶和熱電阻的安裝應盡可能保持垂直，以防止保護套管在高溫下產生變形，但在有流速的情況下，則必須迎著被測介質的流向插入，以保證測溫元件與流體的充分接觸以保證其測量精度。
另外熱電偶和熱電阻應盡量安裝在有保護層的管道內，以防止熱量散失。其次當熱電偶和熱電阻傳感器安裝在負壓管道中時，必須保證測量處具有良好的密封性，以防止外界冷空氣進入，使讀數偏低。當熱電偶和熱電阻傳感器安裝在戶外時，熱電偶和熱電阻傳感器的接線盒面蓋應向上，入線口應向下，以避免雨水或灰塵進入接線盒，而損壞熱電偶和熱電阻接線盒內的接線影響其測量精度。應經常檢查熱電偶和熱電阻溫度計各處的接線情況，特別是熱電偶溫度計由于其補償導線的材料硬度較高，非常容易從接線柱脫離造成斷路故障，因此要接線良好不要過多碰動溫度計的接線并經常檢查，以獲得正確的測量溫度。
熱電偶安裝時應放置在盡可能靠近所要測的溫度控制點。為防止熱量沿熱電偶傳走或防止保護管影響被測溫度，熱電偶應浸入所測流體之中，深度至少為直徑的10倍。當測量固體溫度時，熱電偶應當頂著該材料或與該材料緊密接觸。為了使導熱誤差減至最小，應減小接點附近的溫度梯度。
當用熱電偶測量管道中的氣體溫度時，如果管壁溫度明顯地較高或較低，則熱電偶將對之輻射或吸收熱量，從而顯著改變被測溫度。這時，可以用一輻射屏蔽罩來使其溫度接近氣體溫度，采用所謂的屏罩式熱電偶。
選擇測溫點時應具有代表性，例如測量管道中流體溫度時，熱電偶的測量端應處于管道中流速最大處。一般來說，熱電偶的保護套管末端應越過流速中心線。
很多人在使用熱電偶的時候不知道這樣去處理一些問題，下面讓我給大家講講。關于熱電偶測溫與抗干擾問題的處理，目前一些行業(yè)目前普遍采用DCS分布式集散型計算機控制系統(tǒng)，具有很強的適用性和較高的可靠性，通過軟件編程即可實現工藝參數的監(jiān)測與控制。雖然DCS系統(tǒng)硬件配置功能強大，但有一個不容忽視的問題，如果來自現場的工藝參數測量信號在傳輸過程中混進干擾信號，DCS系統(tǒng)自身將很難抑制，需要在外部采取有效的措施給以解決。本文介紹Pt100熱電偶測溫信號異常引起故障的處理方法。
1煤磨系統(tǒng)熱電偶測溫信號異常引起的故障處理
我廠煤磨系統(tǒng)布袋除塵器灰斗溫度和煤磨軸瓦溫度相繼發(fā)生溫度顯示異常故障，其現象是在中控室CRT上溫度顯示呈無規(guī)律跳躍，在現場檢查測溫元件正常，在PC站中繼端子使用DT-890C型數字萬用表測得的電阻值與實際溫度均呈對應關系。我們采取了更換熱電偶、檢查測溫信號傳輸電纜屏蔽接地、更換PC信號處理通道等措施，但都沒有效果。為了找到故障原因，我們又重新鋪設了1根電纜，仍不能解決問題，經過對比測試、檢查分析，得到的結論是在測溫信號中混進了干擾信號，為此我們采取了如下處理方法。
1.1改變信號接地方式
熱電偶測溫信號通常采用三線制接線方式，使用KYVRP4×1.5屏蔽電纜引至DCS現場站PC室CCF中繼柜內，電纜屏蔽，在中繼柜內接地。解決的方法是將熱電偶Pt100的B、b在中繼柜端子處與電纜屏蔽接在一起，將干擾信號引入大地，以此方法消除干擾信號，即可使計算機溫度顯示恢復正常。
1.2改變信號傳送方式
可在現場或現場站PC室內通過加裝Pt100熱電偶溫度變換器，將Pt100電阻信號轉換為標準DC4～20mA信號，并相應改變計算機輸入信號通道，這種方法也可消除信號傳輸過程中產生的干擾，使計算機顯示的溫度恢復正常，因為DC4～20mA信號的抗干擾能力非常強，溫度變換器安裝位置可依現場實際情況決定，但最好選擇室內安裝，這種方法的缺點是增加了設備投資，同時需要提供變換器電源。
2水泥磨主電動機稀油站溫度異常的處理
我廠水泥磨主電動機因大修處理而更換了1臺新電動機，軸承采用稀油潤滑，相應增加了1臺稀油潤滑站。該油站設有4個溫度測點，潤滑油箱溫度、加熱油溫、供油溫度和回油溫度。
這臺稀油站安裝調試完畢，測溫系統(tǒng)、加熱控制及油泵工作正常，投入使用。水泥磨系統(tǒng)準備開車生產，當系統(tǒng)風機等設備開車后，油箱溫度、供油溫度、回油溫度均發(fā)生溫度顯示異常故障，而加熱油溫因環(huán)境溫度低，加熱器工作使油溫高而未受影響。故障現象是在中控室CRT顯示器上溫度顯示在-30～+30℃之間無規(guī)律跳動，現場使用DT-890C型數字萬用表測量上述熱電偶阻值沒有波動，更換計算機信號通道也未見好轉。由于在安裝時就發(fā)現從測溫元件到現場接線盒之間的傳輸導線使用的是普通導線，沒有屏蔽，故決定將從PC室到現場的連接電纜直接接到測溫元件端子上，中控室CRT上溫度顯示正常。2h后當磨機主電動機開啟時，上述溫度再次發(fā)生回零故障，且在0～+30℃之間無規(guī)律跳動，因時間緊迫我們決定采取應急措施在PC室將連接電纜屏蔽與B、b端子連接在一起，以上各溫度顯示恢復正常，水泥磨正常開啟。
主電動機潤滑油站負責向主電動機前后軸承提供潤滑油，如果潤滑油溫度測量出現異常則主電動機不能開車，否則主電動機軸承得不到有效保護，會引發(fā)重大事故，必須排除故障后才能開啟主電動機。因時間緊迫，未能對此故障做定量分析，但可以肯定這是干擾信號所引起的故障。
3生料磨選粉機立軸溫度異常的處理
我廠生料磨選粉機立軸為德國洪堡公司產品，按立軸安裝位置設計了上、中、下三點軸承溫度檢測。
在中控室操縱臺CRT顯示溫度分別為RT50MA、RT50MB和RT50MCSepaBearTemp，在正常工況下，RT50MA檢測溫度在69℃左右，RT50MB檢測溫度在78℃左右，RT50MC檢測溫度在94℃左右。按設備保護要求，設置軸承報警溫度H1為125℃，停機保護溫度H2為135℃，其中停機保護溫度H2作為選粉機連鎖停車條件之一。
自2000年5月以來，在生產工況和設備運行正常的情況下，突然發(fā)生RT50MA報警，有時出現H1報警，有時出現H2報警，但隨即又恢復正常。當發(fā)生H2報警時瞬間溫度指示超過135℃，造成選粉機跳停，隨即生料磨系統(tǒng)連鎖停車。通過檢查熱電偶及接線均未發(fā)現問題，采取將傳輸信號電纜屏蔽與RT50MA的B、b連接在一起的方法也未能消除此故障。
處理方法：采取加裝溫度變換器的方法，將電阻信號轉換為DC4～20mA標準信號輸入DCS系統(tǒng)相應的信號通道，解決了RT50MA溫度檢測異常故障。溫度變換器盡可能安裝在外部環(huán)境較好的地方，我們將其裝在DCS現場PC站CCF中繼柜內。
以后RT50MB、RT50MC也相繼發(fā)生同樣故障，在檢查熱電偶及接線沒有問題后，我們采用了同樣的處理方法解決了故障。
8月我廠設備檢修后開車時，選粉機潤滑油溫度RT-51突然發(fā)生H2報警，造成選粉機開車條件不滿足而無法開車，我們立即著手檢查未發(fā)現任何問題，隨即該溫度又恢復正常顯示，查看溫度趨勢與RT50MA相似，我們立即采取上述方法給予解決，使生料磨系統(tǒng)順利開車。
4小結
在工礦企業(yè)中電磁兼容是一個突出而重要的問題，自動檢測所涉及的基本上都是弱電信號，在信號傳輸過程中極易受到電磁干擾。受工廠條件限制，不能對這些干擾進行實時監(jiān)測，給抗干擾工作的解決帶來較大難度，但在有條件的情況下應使電纜走向和分布合理化，即強弱電纜分層敷設，必要時對弱電信號電纜加裝屏蔽保護不失為一項重要的抗干擾
|
