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熱電偶安裝必須注意的要點(diǎn)

更新時(shí)間:2012-08-28      瀏覽次數(shù):5549
  熱電偶安裝必須注意的要點(diǎn)。
  
  熱電偶的安裝要求及注意事項(xiàng)
  
  正確使用熱電偶不但可以準(zhǔn)確得到溫度的數(shù)值
  
  安裝不正確,熱導(dǎo)率和時(shí)間滯后等誤差,它們是熱電偶在使用中的主要誤差。
  
  當(dāng)用時(shí)間常數(shù)大的熱電偶測(cè)溫或控溫時(shí),儀表顯示的溫度雖然波動(dòng)很小,但實(shí)際爐溫的波動(dòng)可能很大。為了準(zhǔn)確的測(cè)量溫度,應(yīng)當(dāng)選擇時(shí)間常數(shù)小的熱電偶。
  
  把有故障的熱電偶從儀表上拆下來(lái),用萬(wàn)用表放在測(cè)量歐姆(R)*1檔,用萬(wàn)用表兩表棒去測(cè)熱電偶兩端,若萬(wàn)用表上顯示的電阻值很大
  
  有人擔(dān)心用銅導(dǎo)線連接熱電偶冷端到儀表讀取mV值,在導(dǎo)線與熱電偶連接處產(chǎn)生的接觸電勢(shì)會(huì)使測(cè)量產(chǎn)生附加誤差。根據(jù)這個(gè)定律,是沒(méi)有這個(gè)誤差的!
  
  在中低溫度時(shí),一般使用熱電阻測(cè)溫范圍為一200~~500,甚至還可測(cè)更低的溫度(如用碳電阻可測(cè)到1K左右的低溫).
  
  按照儀表接線圖進(jìn)行正確接線通電后,儀表先是顯示儀表的熱電偶分度號(hào),接著顯示儀表量程范圍,再測(cè)儀表下排的數(shù)碼管顯示設(shè)定溫度,儀表上排數(shù)碼管顯示測(cè)量溫度。
  
  絕緣變差而引入的誤差如熱電偶絕緣了
  
  熱電偶不能安裝在被測(cè)介質(zhì)很少流動(dòng)的區(qū)域內(nèi),當(dāng)用熱電偶測(cè)量管內(nèi)氣體溫度時(shí),必須使熱電偶逆著流速方向安裝,而且充分與氣體接觸。
  
  而熱電偶是產(chǎn)生感應(yīng)電壓的變化,他隨溫度的改變而改變。.雖然都是接觸式測(cè)溫儀表,但它們的測(cè)溫范圍不同
  
  工作中的現(xiàn)場(chǎng)判斷熱電偶有正負(fù)極、補(bǔ)償導(dǎo)線也有正負(fù)之分,首先保證連接,配置確.在運(yùn)行中。常見(jiàn)的有短路,斷路,接觸不良(有萬(wàn)用表可判斷)和變質(zhì)(根據(jù)表面顏色來(lái)鑒別)。
  
  為了使熱電偶和熱電阻的測(cè)量端與被測(cè)介質(zhì)之間有充分的熱交換,應(yīng)合理選擇測(cè)點(diǎn)位置,盡量避免在閥門(mén)
  
  若儀表上排數(shù)碼管顯示不是發(fā)熱體的溫度,而顯示“OVER”、“0000”或“000”等狀況,說(shuō)明儀表輸入部位產(chǎn)生故障,應(yīng)作如下試驗(yàn):
  
  熱電偶均質(zhì)導(dǎo)體定律
  
  保證產(chǎn)品合格,而且還可節(jié)省熱電偶的材料消耗,既節(jié)省資金又能保證產(chǎn)品質(zhì)量。
  
  熱套式熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)插入深度為100mm;
  
  耐磨熱電偶
  
  依據(jù)中間導(dǎo)體定律,在熱電偶實(shí)際測(cè)溫應(yīng)用中,常采用熱端焊接、冷端開(kāi)路的形式,冷端經(jīng)連接導(dǎo)線與顯示儀表連接構(gòu)成測(cè)溫系統(tǒng)。
  
  熱電偶回路兩接點(diǎn)(溫度為T(mén)、T0)間的熱電勢(shì),等于熱電偶在溫度為T(mén)、Tn時(shí)的熱電勢(shì)與在溫度為T(mén)n、T0時(shí)的熱電勢(shì)的代數(shù)和。Tn稱(chēng)中間溫度。
  
  由同一種均質(zhì)材料(導(dǎo)體或半導(dǎo)體)兩端焊接組成閉合回路,無(wú)論導(dǎo)體截面如何以及溫度如何分布,將不產(chǎn)生接觸電勢(shì),溫差電勢(shì)相抵消,回路中總電勢(shì)為零。
  
  熱電偶故障處理案例
  
  熱電偶中間導(dǎo)體定律
  
  熱電偶的正確使用
  
  當(dāng)測(cè)量原件插入深度超過(guò)1m時(shí),應(yīng)盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護(hù)套管.
  
  熱電偶的安裝要求
  
  采取保護(hù)管淺插方式或采用熱套式熱電偶.淺插式的熱電偶保護(hù)套管,其插入主蒸汽管道的深度應(yīng)不小于75mm;
  
  把熱電偶從儀表熱電偶輸入端拆下,再用任何一根導(dǎo)線把儀表熱電偶輸入端短路。通電時(shí),儀表上排數(shù)碼管顯示值約為室溫時(shí),說(shuō)明熱電偶內(nèi)部連線開(kāi)路,應(yīng)更換同類(lèi)型熱電偶。若還是以上所說(shuō)的狀況,說(shuō)明儀表在運(yùn)輸過(guò)程中,儀表的輸入端被損壞,要調(diào)換儀表。
  
  中間溫度定律
  
  保護(hù)管和拉線板污垢或鹽渣過(guò)多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良,在高溫下更為嚴(yán)重,這不僅會(huì)引起熱電勢(shì)的損耗而且還會(huì)引入干擾,由此引起的誤差有時(shí)可達(dá)上。
  
  使用無(wú)保護(hù)套管的裸絲熱電偶,但熱電偶容易損壞,應(yīng)及時(shí)校正及更換。
  
  這個(gè)定律是專(zhuān)業(yè)人士才研究、關(guān)注的,一般銷(xiāo)售、使用環(huán)節(jié)的人士不太了解,簡(jiǎn)單說(shuō)明就是:用高純度鉑絲做標(biāo)準(zhǔn)電極,假設(shè)鎳鉻-鎳硅熱電偶的正負(fù)極分別和標(biāo)準(zhǔn)電極配對(duì),他們的值相加是等于這支鎳鉻-鎳硅的值。
  
  由于存在測(cè)量滯后,用熱電偶檢測(cè)出的溫度波動(dòng)的振幅較爐溫波動(dòng)的振幅小。測(cè)量滯后越大,熱電偶波動(dòng)的振幅就越小,與實(shí)際爐溫的差別也就越大。
  
  初學(xué)者經(jīng)常不按中間溫度定律熱點(diǎn)偶原理圖來(lái)修正!
  
  按照儀表接線圖接線正確,若儀表通電后,儀表上排數(shù)碼管顯示有負(fù)值等現(xiàn)象,說(shuō)明接入儀表的熱電偶“+”與“—”接錯(cuò)而造成的。只要重新調(diào)換一下即可。
  
  應(yīng)保持熱電偶保護(hù)管外部的清潔,以減小誤差。
  
  兩種傳感器檢測(cè)的溫度范圍不一樣,熱阻一般檢測(cè)0-150度溫度范圍(當(dāng)然可以檢測(cè)負(fù)溫度),熱電偶可檢測(cè)0-1000度的溫度范圍(甚至更高)所以,前者是低溫檢測(cè),后者是高溫檢測(cè)。
  
  接線正確儀表在運(yùn)行時(shí),儀表上排數(shù)碼管顯示的溫度與實(shí)際測(cè)量的溫度相差40ºC~70ºC。甚至相差更大,說(shuō)明儀表的分度號(hào)與熱電偶的分度號(hào)搞錯(cuò)。按熱電偶分度號(hào)B、S、K、E等熱電偶的溫度(ºC)與毫伏(MV)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)看,同樣溫度(ºC)的情況下,產(chǎn)生的毫伏值(MV)B分度號(hào)zui小,S分度號(hào)次小,K分度號(hào)較大,E分度號(hào)zui大,按照此原理來(lái)判別。
  
  對(duì)于測(cè)量管道中心流體溫度的熱電偶,一般都應(yīng)將其測(cè)量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝).如被測(cè)流體的管道直徑是200毫米
  
  當(dāng)測(cè)量原件插入深度超過(guò)1m時(shí),應(yīng)盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護(hù)套管.
  
  熱電偶不應(yīng)裝在太靠近門(mén)和加熱的地方,插入的深度至少應(yīng)為保護(hù)管直徑的8~10倍;
  
  時(shí)間常數(shù)與傳熱系數(shù)成反比,與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比,如要減小時(shí)間常數(shù),除增加傳熱系數(shù)以外,zui有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。使用中,通常采用導(dǎo)熱性能好的材料,管壁薄、內(nèi)徑小的保護(hù)套管。在較精密的溫度測(cè)量中
  
  對(duì)于高溫高壓和高速流體的溫度測(cè)量(如主蒸汽溫度),為了減小保護(hù)套對(duì)流體的阻力和防止保護(hù)套在流體作用下發(fā)生斷裂,可采取保護(hù)管淺插方式或采用熱套式熱電偶
  
  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。
  
  熱電偶參考電極定律
  
  目前電廠,水泥廠,化工冶煉廠等高溫耐磨領(lǐng)域溫度測(cè)量保護(hù)管.主要技術(shù)參數(shù)電氣出口:M20×1.5,NPT1/2耐磨頭硬度:HRC60-65防護(hù)等級(jí):IP65
  
  為了使熱電偶和熱電阻的測(cè)量端與被測(cè)介質(zhì)之間有充分的熱交換,應(yīng)合理選擇測(cè)點(diǎn)位置,盡量避免在閥門(mén),彎頭及管道和設(shè)備的死角附近裝設(shè)熱電偶或熱電阻.
  
  淺插式的熱電偶保護(hù)套管,其插入主蒸汽管道的深度應(yīng)不小于75mm;熱套式熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)插入深度為100mm;
  
  熱電阻短路和斷路用萬(wàn)用表可判斷,在運(yùn)行中,懷疑短路,只要將電阻端拆下一個(gè)線頭看顯示儀表,如到zui大,熱電阻短路回零,導(dǎo)線短路,保證正常連接和配置時(shí),表值顯示低或不穩(wěn),保護(hù)管可能性進(jìn)水了顯示zui大
  
  對(duì)熱電偶與熱電阻的安裝,應(yīng)注意有利于測(cè)溫準(zhǔn)確,安全可考及維修方便,而且不影響設(shè)備運(yùn)行和銷(xiāo)售操作.要滿足以上要求
  
  由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測(cè)溫度的變化,在進(jìn)行快速測(cè)量時(shí)這種影響尤為突出。
  
  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,鈦合金。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。
  
  所以應(yīng)盡可能采用熱電極較細(xì)、保護(hù)管直徑較小的熱電偶。測(cè)溫環(huán)境許可時(shí),甚至可將保護(hù)管取去。
  
  熱電偶輸入產(chǎn)生故障判別法
  
  檢查時(shí),要使熱電偶與二次表分開(kāi),用工具短接二次表上的補(bǔ)償線,表指示室溫再短接熱電偶接線端子,表批示熱電偶所在的環(huán)境溫度(不是,補(bǔ)償線有故障),再用萬(wàn)用表mv檔大體估量熱電偶的熱電勢(shì)(如正常,請(qǐng)檢查工藝)。
  
  對(duì)熱電偶與熱電阻的安裝,應(yīng)注意有利于測(cè)溫準(zhǔn)確,安全可考及維修方便,而且不影響設(shè)備運(yùn)行和銷(xiāo)售操作.要滿足以上要求
  
  帶有保護(hù)套管的熱電偶和熱電阻有傳熱和散熱損失,為了減少測(cè)量誤差,熱電偶和熱電阻應(yīng)該有足夠的插入深度:
  
  安裝不當(dāng)引入的誤差
  
  信號(hào)的性質(zhì),熱電阻本身是電阻,溫度的變化,使電阻產(chǎn)生正的或者是負(fù)的阻值變化;
  
  熱阻誤差高溫時(shí),如保護(hù)管上有一層煤灰,塵埃附在上面,則熱阻增加,阻礙熱的傳導(dǎo),這時(shí)溫度示值比被測(cè)溫度的真值低。
  
  熱電偶或熱電阻插入深度應(yīng)選擇100毫米;
  
  帶有保護(hù)套管的熱電偶和熱電阻有傳熱和散熱損失,為了減少測(cè)量誤差,熱電偶和熱電阻應(yīng)該有足夠的插入深度:
  
  現(xiàn)在正常使用鉑熱電阻Pt100,(也有Pt50、100和50代表熱電阻在0度時(shí)的阻值。在舊分度號(hào)中用BA1,BA2來(lái)表示,BA1在0度時(shí)阻值為46歐姆
  
  在熱電偶回路中接入中間導(dǎo)體(第三導(dǎo)體),只要中間導(dǎo)體兩端溫度相同,中間導(dǎo)體的引入對(duì)熱電偶回路總電勢(shì)沒(méi)有影響,這就是中間導(dǎo)體定律。
  
  把上述故障儀表的熱電偶拆去,換用旁邊運(yùn)行正常的同種分度號(hào)儀表上接入的熱電偶,通電后,原故障儀表上排數(shù)碼管顯示發(fā)熱體溫度時(shí),說(shuō)明熱電偶內(nèi)部連線開(kāi)路,更換同類(lèi)型熱電偶。若還是以上所說(shuō)的狀況,說(shuō)明儀表在運(yùn)輸過(guò)程中,儀表的輸入端被損壞,要更換儀表。
  
  耐磨熱電偶是電廠循環(huán)流化訂鍋爐,沸騰鍋爐,粉磨煤機(jī)造氣爐和水泥廠系列窯頭,窯尾,爐頭罩及化工,冶煉等高溫耐磨環(huán)境較為理想的高技術(shù)類(lèi)產(chǎn)品,G系列博采眾長(zhǎng),采用*的工藝配方,在失態(tài)平衡中制作出耐磨合金該產(chǎn)品與普通不銹鋼金屬,金屬陶瓷保護(hù)管,與市場(chǎng)上同類(lèi)耐磨合金保護(hù)管相比,其使用壽命提高1-5倍.由于環(huán)境溫度差,溫控點(diǎn)過(guò)高,振動(dòng)較大,鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)速過(guò)高,磨損嚴(yán)重,造成溫度測(cè)量非常困難,使用壽命很短暫,一般的耐磨合金只有10-90天就磨透損壞,燒彎,折斷
  
  熱電偶熱惰性引入的誤差
  
  應(yīng)用:由于熱電偶E-T之間通常呈非線性關(guān)系,當(dāng)冷端溫度不為0℃時(shí),不能利用已知回路實(shí)際熱電勢(shì)E(t,t0)直接查表求取熱端溫度值;也不能利用已知回路實(shí)際熱電勢(shì)E(t,t0)直接查表求取的溫度值,再加上冷端溫度確定熱端被測(cè)溫度值,需按中間溫度定律進(jìn)行修正。
  
  熱電偶必須由兩種不同的均質(zhì)導(dǎo)體或半導(dǎo)體構(gòu)成。若熱電極材料不均勻,由于溫度梯存在,將會(huì)產(chǎn)生附加熱電勢(shì)。
  
  在選擇對(duì)熱電偶和熱電阻的安裝部位和插入深度時(shí)要注意以下幾點(diǎn):
  
  熱電偶內(nèi)部連接開(kāi)路,更換同類(lèi)型熱電偶。否則有一定阻值,說(shuō)明儀表輸入端有問(wèn)題,應(yīng)更換儀表。
  
  對(duì)于高溫高壓和高速流體的溫度測(cè)量(如主蒸汽溫度),為了減小保護(hù)套對(duì)流體的阻力和防止保護(hù)套在流體作用下發(fā)生斷裂
  
  假如需要測(cè)量是煙道內(nèi)煙氣的溫度,盡管煙道直徑為4m,熱電偶或熱電阻插入深度1m即可.
  
  在工業(yè)上也有用銅電阻,分度號(hào)為CU50和CU100,但測(cè)溫范圍較小,在一50~~150之間,在一些特殊場(chǎng)合還有銦電阻、錳電阻等)。
  
  對(duì)于測(cè)量管道中心流體溫度的熱電偶,一般都應(yīng)將其測(cè)量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝).如被測(cè)流體的管道直徑是200毫米,那熱電偶或熱電阻插入深度應(yīng)選擇100毫米;
  
  彎頭及管道和設(shè)備的死角附近裝設(shè)熱電偶或熱電阻.
  
  熱電偶使用在溫度較高的環(huán)境,如鉑銠30---鉑銠6(B型)測(cè)量范圍為300度~~1600度,短期可測(cè)1800度。S型測(cè)一20~~1300(短期1600),K型測(cè)一50~~1000,短期1200).XK型一50~~600(800),E型一40~~800(900).還有J型,T型等。這類(lèi)儀表一般用于500度以上的較高溫度,低溫區(qū)時(shí)輸出熱電勢(shì)很,當(dāng)電勢(shì)小時(shí),對(duì)抗干擾措施和二次表和要求很高,否則測(cè)量不準(zhǔn),還有,在較低的溫度區(qū)域,冷端溫度的變化和環(huán)境溫度的變化所引起的相對(duì)誤差就顯得很突出,不易得到全補(bǔ)償。
  
  假如需要測(cè)量是煙道內(nèi)煙氣的溫度,盡管煙道直徑為4m,熱電偶或熱電阻插入深度1m即可.
  
  熱電偶冷端太靠近爐體使溫度超過(guò)100℃;熱電偶的安裝應(yīng)盡可能避開(kāi)強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)電場(chǎng),所以不應(yīng)把熱電偶和動(dòng)力電纜線裝在同一根導(dǎo)管內(nèi)以免引入干擾造成誤差;
  
  熱電阻斷路顯示zui小短路。
  
  在選擇對(duì)熱電偶和熱電阻的安裝部位和插入深度時(shí)要注意以下幾點(diǎn):
  
  造成熱電偶損壞,給用戶(hù)帶來(lái)很大的損失和不必要的麻煩,本公司銷(xiāo)售的G系列彌補(bǔ)了這個(gè)缺點(diǎn).G系列抗沖刷,耐磨熱電偶經(jīng)過(guò)數(shù)百?gòu)S家,每年近萬(wàn)次的使用,反應(yīng)很好,在很多場(chǎng)合具有同行的實(shí)力,*可以同進(jìn)口產(chǎn)品相媲美.該產(chǎn)品具有抗振,耐磨,耐腐蝕,靈敏度高,穩(wěn)定性好,準(zhǔn)確性高,使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)
  
  如熱電偶安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實(shí)溫度等
  
  熱電偶的保護(hù)套管與壁間的間隔未填絕熱物質(zhì)致使?fàn)t內(nèi)熱溢出或冷空氣侵入,因此熱電偶保護(hù)管和爐壁孔之間的空隙應(yīng)用耐火泥或石棉繩等絕熱物質(zhì)堵塞以免冷熱空氣對(duì)流而影響測(cè)溫的準(zhǔn)確性;
  
  從材料上分,熱阻是一種金屬材料,具有溫度敏感變化的金屬材料,熱電偶是雙金屬材料,既兩種不同的金屬,由于溫度的變化,在兩個(gè)不同金屬絲的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。
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