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熱電偶溫度計(jì)屬于接觸式溫度測(cè)量?jī)x表。是根據(jù)熱電效應(yīng)即塞貝克效應(yīng)原理來(lái)測(cè)量溫度的，是溫度測(cè)量?jī)x表中常用的測(cè)溫元件。將不同材料的導(dǎo)體A、B接成閉合回路,接觸測(cè)溫點(diǎn)的一端稱為測(cè)量端(或工作端),另一端稱為參比端(或自由端)。若測(cè)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(chǎn)生一熱電勢(shì)EAB(t，t0),這種現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)，即熱電效應(yīng)。EAB大小隨導(dǎo)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(shí)際應(yīng)用中，將A、B的一端焊接在一起作為熱電偶的測(cè)量端放到被測(cè)溫度t處，而將參比端分開，用導(dǎo)線接入顯示儀表，并保持參比端接點(diǎn)溫度t0穩(wěn)定。顯示儀表所測(cè)電勢(shì)只隨被測(cè)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(fù)極為鉑，短期工作溫度為1600℃，長(zhǎng)期工作溫度為1300℃，物理、化學(xué)穩(wěn)定性好，一般用于準(zhǔn)確度要求較高的高溫測(cè)量。但材料較貴，熱電勢(shì)較小，分度號(hào)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(yīng)用很廣，正極為鎳鉻。短期工作溫度為1200℃，長(zhǎng)期工作溫度為900℃。此種熱電偶的熱電勢(shì)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(hào)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(zhǎng)期工作溫度為60℃。它是熱電勢(shì)最大的一種熱電偶，測(cè)量準(zhǔn)確度較高，但極易氧化。分度號(hào)為E。
4.銅一康銅熱電偶：這是在低溫下應(yīng)用得很普遍的熱電偶，測(cè)量溫度范圍(-200-+200)℃，穩(wěn)定性好，低溫時(shí)靈敏度高并且價(jià)格低廉。分度號(hào)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(xì)很長(zhǎng)，在使用中可以隨測(cè)量需要進(jìn)行彎曲，其特點(diǎn)是：熱情性小、熱接點(diǎn)處的熱容量小、壽命較長(zhǎng)、適應(yīng)性強(qiáng)等，應(yīng)用廣泛。
實(shí)際使用時(shí)特別要注意補(bǔ)償導(dǎo)線的使用。通常接在儀表和接線盒之間的補(bǔ)償導(dǎo)線，其熱電性質(zhì)與所用熱電偶相同或相近，與熱電偶連接后不會(huì)產(chǎn)生大的附加熱電勢(shì)，不會(huì)影響熱電偶回路的總熱電勢(shì)。如果用普通導(dǎo)線來(lái)代替補(bǔ)償導(dǎo)線，就起不到補(bǔ)償作用，從而降低測(cè)溫的準(zhǔn)確性。所以，使用單位在安裝儀表敷線時(shí)應(yīng)注意：補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接時(shí)，極性切勿接反，否則測(cè)溫誤差反而增大。
實(shí)際測(cè)量中，如果測(cè)量值偏離實(shí)際值太多，除熱電偶安裝位置不當(dāng)外，還有可能是熱電偶偶絲被氧化、熱電偶測(cè)量端焊點(diǎn)出現(xiàn)砂眼等。
熱電偶溫度計(jì)的安裝
熱電阻和熱電偶溫度計(jì)屬于接觸式溫度計(jì)，由于其無(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn)成為工礦企業(yè)和科研院所常用的溫度測(cè)量?jī)x表。正確的安裝熱電偶和熱電阻傳感器是保證其測(cè)量精度和使用壽命的重要因素。下面根據(jù)平時(shí)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(shí)際工作提供點(diǎn)參考。
首先熱電偶和熱電阻的安裝應(yīng)盡可能保持垂直，以防止保護(hù)套管在高溫下產(chǎn)生變形，但在有流速的情況下，則必須迎著被測(cè)介質(zhì)的流向插入，以保證測(cè)溫元件與流體的充分接觸以保證其測(cè)量精度。
另外熱電偶和熱電阻應(yīng)盡量安裝在有保護(hù)層的管道內(nèi)，以防止熱量散失。其次當(dāng)熱電偶和熱電阻傳感器安裝在負(fù)壓管道中時(shí)，必須保證測(cè)量處具有良好的密封性，以防止外界冷空氣進(jìn)入，使讀數(shù)偏低。當(dāng)熱電偶和熱電阻傳感器安裝在戶外時(shí)，熱電偶和熱電阻傳感器的接線盒面蓋應(yīng)向上，入線口應(yīng)向下，以避免雨水或灰塵進(jìn)入接線盒，而損壞熱電偶和熱電阻接線盒內(nèi)的接線影響其測(cè)量精度。應(yīng)經(jīng)常檢查熱電偶和熱電阻溫度計(jì)各處的接線情況，特別是熱電偶溫度計(jì)由于其補(bǔ)償導(dǎo)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(guò)多碰動(dòng)溫度計(jì)的接線并經(jīng)常檢查，以獲得正確的測(cè)量溫度。
熱電偶安裝時(shí)應(yīng)放置在盡可能靠近所要測(cè)的溫度控制點(diǎn)。為防止熱量沿?zé)犭娕紓髯呋蚍乐贡Ｗo(hù)管影響被測(cè)溫度，熱電偶應(yīng)浸入所測(cè)流體之中，深度至少為直徑的10倍。當(dāng)測(cè)量固體溫度時(shí)，熱電偶應(yīng)當(dāng)頂著該材料或與該材料緊密接觸。為了使導(dǎo)熱誤差減至最小，應(yīng)減小接點(diǎn)附近的溫度梯度。
當(dāng)用熱電偶測(cè)量管道中的氣體溫度時(shí)，如果管壁溫度明顯地較高或較低，則熱電偶將對(duì)之輻射或吸收熱量，從而顯著改變被測(cè)溫度。這時(shí)，可以用一輻射屏蔽罩來(lái)使其溫度接近氣體溫度，采用所謂的屏罩式熱電偶。
選擇測(cè)溫點(diǎn)時(shí)應(yīng)具有代表性，例如測(cè)量管道中流體溫度時(shí)，熱電偶的測(cè)量端應(yīng)處于管道中流速最大處。一般來(lái)說(shuō)，熱電偶的保護(hù)套管末端應(yīng)越過(guò)流速中心線。
很多人在使用熱電偶的時(shí)候不知道這樣去處理一些問(wèn)題，下面讓我給大家講講。關(guān)于熱電偶測(cè)溫與抗干擾問(wèn)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的適用性和較高的可靠性，通過(guò)軟件編程即可實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的監(jiān)測(cè)與控制。雖然DCS系統(tǒng)硬件配置功能強(qiáng)大，但有一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，如果來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的工藝參數(shù)測(cè)量信號(hào)在傳輸過(guò)程中混進(jìn)干擾信號(hào)，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(cè)溫信號(hào)異常引起故障的處理方法。
1煤磨系統(tǒng)熱電偶測(cè)溫信號(hào)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(xiàn)象是在中控室CRT上溫度顯示呈無(wú)規(guī)律跳躍，在現(xiàn)場(chǎng)檢查測(cè)溫元件正常，在PC站中繼端子使用DT-890C型數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得的電阻值與實(shí)際溫度均呈對(duì)應(yīng)關(guān)系。我們采取了更換熱電偶、檢查測(cè)溫信號(hào)傳輸電纜屏蔽接地、更換PC信號(hào)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(shè)了1根電纜，仍不能解決問(wèn)題，經(jīng)過(guò)對(duì)比測(cè)試、檢查分析，得到的結(jié)論是在測(cè)溫信號(hào)中混進(jìn)了干擾信號(hào)，為此我們采取了如下處理方法。
1.1改變信號(hào)接地方式
熱電偶測(cè)溫信號(hào)通常采用三線制接線方式，使用KYVRP4×1.5屏蔽電纜引至DCS現(xiàn)場(chǎng)站PC室CCF中繼柜內(nèi)，電纜屏蔽，在中繼柜內(nèi)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(hào)引入大地，以此方法消除干擾信號(hào)，即可使計(jì)算機(jī)溫度顯示恢復(fù)正常。
1.2改變信號(hào)傳送方式
可在現(xiàn)場(chǎng)或現(xiàn)場(chǎng)站PC室內(nèi)通過(guò)加裝Pt100熱電偶溫度變換器，將Pt100電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)DC4～20mA信號(hào)，并相應(yīng)改變計(jì)算機(jī)輸入信號(hào)通道，這種方法也可消除信號(hào)傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的干擾，使計(jì)算機(jī)顯示的溫度恢復(fù)正常，因?yàn)镈C4～20mA信號(hào)的抗干擾能力非常強(qiáng)，溫度變換器安裝位置可依現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況決定，但最好選擇室內(nèi)安裝，這種方法的缺點(diǎn)是增加了設(shè)備投資，同時(shí)需要提供變換器電源。
2水泥磨主電動(dòng)機(jī)稀油站溫度異常的處理
我廠水泥磨主電動(dòng)機(jī)因大修處理而更換了1臺(tái)新電動(dòng)機(jī)，軸承采用稀油潤(rùn)滑，相應(yīng)增加了1臺(tái)稀油潤(rùn)滑站。該油站設(shè)有4個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，潤(rùn)滑油箱溫度、加熱油溫、供油溫度和回油溫度。
這臺(tái)稀油站安裝調(diào)試完畢，測(cè)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(zhǔn)備開車生產(chǎn)，當(dāng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)等設(shè)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(xiàn)象是在中控室CRT顯示器上溫度顯示在-30～+30℃之間無(wú)規(guī)律跳動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)使用DT-890C型數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量上述熱電偶阻值沒有波動(dòng)，更換計(jì)算機(jī)信號(hào)通道也未見好轉(zhuǎn)。由于在安裝時(shí)就發(fā)現(xiàn)從測(cè)溫元件到現(xiàn)場(chǎng)接線盒之間的傳輸導(dǎo)線使用的是普通導(dǎo)線，沒有屏蔽，故決定將從PC室到現(xiàn)場(chǎng)的連接電纜直接接到測(cè)溫元件端子上，中控室CRT上溫度顯示正常。2h后當(dāng)磨機(jī)主電動(dòng)機(jī)開啟時(shí)，上述溫度再次發(fā)生回零故障，且在0～+30℃之間無(wú)規(guī)律跳動(dòng)，因時(shí)間緊迫我們決定采取應(yīng)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(fù)正常，水泥磨正常開啟。
主電動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油站負(fù)責(zé)向主電動(dòng)機(jī)前后軸承提供潤(rùn)滑油，如果潤(rùn)滑油溫度測(cè)量出現(xiàn)異常則主電動(dòng)機(jī)不能開車，否則主電動(dòng)機(jī)軸承得不到有效保護(hù)，會(huì)引發(fā)重大事故，必須排除故障后才能開啟主電動(dòng)機(jī)。因時(shí)間緊迫，未能對(duì)此故障做定量分析，但可以肯定這是干擾信號(hào)所引起的故障。
3生料磨選粉機(jī)立軸溫度異常的處理
我廠生料磨選粉機(jī)立軸為德國(guó)洪堡公司產(chǎn)品，按立軸安裝位置設(shè)計(jì)了上、中、下三點(diǎn)軸承溫度檢測(cè)。
在中控室操縱臺(tái)CRT顯示溫度分別為RT50MA、RT50MB和RT50MCSepaBearTemp，在正常工況下，RT50MA檢測(cè)溫度在69℃左右，RT50MB檢測(cè)溫度在78℃左右，RT50MC檢測(cè)溫度在94℃左右。按設(shè)備保護(hù)要求，設(shè)置軸承報(bào)警溫度H1為125℃，停機(jī)保護(hù)溫度H2為135℃，其中停機(jī)保護(hù)溫度H2作為選粉機(jī)連鎖停車條件之一。
自2000年5月以來(lái)，在生產(chǎn)工況和設(shè)備運(yùn)行正常的情況下，突然發(fā)生RT50MA報(bào)警，有時(shí)出現(xiàn)H1報(bào)警，有時(shí)出現(xiàn)H2報(bào)警，但隨即又恢復(fù)正常。當(dāng)發(fā)生H2報(bào)警時(shí)瞬間溫度指示超過(guò)135℃，造成選粉機(jī)跳停，隨即生料磨系統(tǒng)連鎖停車。通過(guò)檢查熱電偶及接線均未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，采取將傳輸信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換為DC4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入DCS系統(tǒng)相應(yīng)的信號(hào)通道，解決了RT50MA溫度檢測(cè)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(xiàn)場(chǎng)PC站CCF中繼柜內(nèi)。
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(wèn)題后，我們采用了同樣的處理方法解決了故障。
8月我廠設(shè)備檢修后開車時(shí)，選粉機(jī)潤(rùn)滑油溫度RT-51突然發(fā)生H2報(bào)警，造成選粉機(jī)開車條件不滿足而無(wú)法開車，我們立即著手檢查未發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題，隨即該溫度又恢復(fù)正常顯示，查看溫度趨勢(shì)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(jié)
在工礦企業(yè)中電磁兼容是一個(gè)突出而重要的問(wèn)題，自動(dòng)檢測(cè)所涉及的基本上都是弱電信號(hào)，在信號(hào)傳輸過(guò)程中極易受到電磁干擾。受工廠條件限制，不能對(duì)這些干擾進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，給抗干擾工作的解決帶來(lái)較大難度，但在有條件的情況下應(yīng)使電纜走向和分布合理化，即強(qiáng)弱電纜分層敷設(shè)，必要時(shí)對(duì)弱電信號(hào)電纜加裝屏蔽保護(hù)不失為一項(xiàng)重要的抗干擾
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