熱電偶的應(yīng)用原理
熱電偶是工業(yè)上zui常用的溫度檢測(cè)元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是：
①測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。
②測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶zui低可測(cè)到-271--+2800℃如金鐵鎳鉻和鎢-錸。
③構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。 1、熱電偶測(cè)溫基本原理是將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。由于兩種不同金屬所攜帶的電子數(shù)不同，當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)體的二個(gè)執(zhí)著點(diǎn)之間存在溫差時(shí)，就會(huì)發(fā)生高電位向低電位放電現(xiàn)象，因而在回路中形成電流,溫度差越大，電流越大，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，也叫塞貝克效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。 2、熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成（1）熱電偶的種類常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。所謂標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒(méi)有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場(chǎng)合的測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國(guó)從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。 （2）熱電偶的結(jié)構(gòu)形式 為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對(duì)它的結(jié)構(gòu)要求如下： ① 組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固； ② 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路； ③ 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠； ④ 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。 3、熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴 金屬時(shí)），而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱 電偶材料，降低成本，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到 儀表端子上。必須指出，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。一般顯示、控制都有溫度自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)，不需要擔(dān)心。儀表在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)相配，極性不能接錯(cuò)，補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度一般不超過(guò)100℃，特殊工況下，可以選用熱電偶延長(zhǎng)線，即導(dǎo)線材質(zhì)和熱電偶電極材質(zhì)一致的導(dǎo)線連接，根據(jù)熱電偶的中間導(dǎo)體定律，這種補(bǔ)償導(dǎo)線溫度不受限制。
根據(jù)國(guó)家相關(guān)政策，熱電偶作為計(jì)量器具必須定期檢定，對(duì)安全生產(chǎn)、節(jié)能減排、公平交易都具有積極意義。
在熱電偶使用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)工況差異出現(xiàn)各種問(wèn)題，及時(shí)、穩(wěn)妥地解決故障，保證生產(chǎn)安全，是儀表維護(hù)單位的基本責(zé)任，我們佛山神港公司有多年的現(xiàn)場(chǎng)排障經(jīng)驗(yàn)，在這里和大家一起分享：
一，熱電勢(shì)比實(shí)際值小（顯示儀表指示值偏低）
1，熱電極短路 有的工況比較惡劣，氧化鋁絕緣子接觸到一些低熔點(diǎn)、含鐵含碳雜質(zhì)，導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度降低，有的現(xiàn)場(chǎng)水汽大，導(dǎo)致熱電偶受潮
找出短路原因，如因潮濕所致，則需進(jìn)行干燥；如因絕緣子損壞所致，則需更換絕緣子
2，熱電偶的接線柱處積灰，造成短路 清掃積灰
3，補(bǔ)償導(dǎo)線線間短路 找出短路點(diǎn)，加強(qiáng)絕緣或更換補(bǔ)償導(dǎo)線 zui常見的是靠近接線盒部位，溫度高，表面看不出問(wèn)題，實(shí)際上，補(bǔ)償導(dǎo)線的絕緣膠已經(jīng)在高溫下部分碳化，絕緣強(qiáng)度極低，甚至短路。
4，熱電偶熱電極變質(zhì) 在長(zhǎng)度允許的情況下，剪去變質(zhì)段重新焊接，或更換新熱電偶
在這里 我們佛山神港公司特別提醒用戶注意：特別是K分度熱電偶要特別注意：很多用戶出于節(jié)約資金的目的，在1100度--1200度的環(huán)境里使用K分度熱電偶，這是非常危險(xiǎn)、必須高度警惕的！因?yàn)镵分度熱電偶的電極材料--鉻，在高溫下會(huì)發(fā)生擇優(yōu)氧化，這種氧化是緩慢進(jìn)行的，在氧化過(guò)程中，熱電勢(shì)逐步下降，根本不易發(fā)現(xiàn)，有的以每天0.05度的速度逐漸下滑，直到設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常、產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn)，本人接觸過(guò)幾個(gè)特別嚴(yán)重的個(gè)案：
@ 某鋼鐵廠熱處理爐
使用的熱電偶都是K分度的，時(shí)間超過(guò)6個(gè)月，zui后一爐鋼板由于熱處理溫度過(guò)高而報(bào)廢，經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)熱電偶誤差，熱處理設(shè)定溫度是1180度，開始時(shí)是正常的，后來(lái)，熱電偶顯示值慢慢出現(xiàn)漂移下滑，當(dāng)熱電偶溫度顯示偏低時(shí)，控溫系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加熱升溫，zui后，實(shí)際溫度1225度，儀表顯示出來(lái)的溫度1180度，導(dǎo)致嚴(yán)重的生產(chǎn)質(zhì)量事故。
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