摘 要:工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境溫度要求較高,為保證溫度在生產(chǎn)范圍內(nèi),需要利用儀器進行環(huán)境測溫。而#常的測溫儀器就是熱電偶溫度計。熱電偶的優(yōu)勢較多,能夠更精que的測出環(huán)境溫度來指導(dǎo)生產(chǎn)作業(yè)。但由于眾多因素的綜合影響,熱電偶的使用會出現(xiàn)一定的誤差而失準。研究熱電偶溫計量問題對解決生產(chǎn)難題具有重要作用。本文簡要說明了熱電偶的測溫基本原理,分析了熱電偶溫度計測量誤差來源和原因,并提出熱電偶誤差校正的有效方法,給出熱電偶的使用注意事項,為熱電偶的維護和保養(yǎng)提供一些參考。n51壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
工業(yè)生產(chǎn)中溫度是必不可少的控制因素,對工業(yè)生產(chǎn)的意義重大。為了實現(xiàn)精que化控制溫度,熱電偶測溫儀表應(yīng)用越來越廣泛。熱電偶溫度傳感器能夠直接與環(huán)境接觸,省去中間介質(zhì)的傳遞,溫度測量更精que,誤差更小。而且熱電偶結(jié)構(gòu)簡單,造型可根據(jù)需求隨意變化,操作簡單,性價比很高。但是,熱電偶的使用需要嚴格的操作規(guī)程,一旦使用不規(guī)范,或保養(yǎng)不到位,熱電偶就會產(chǎn)生溫量計量誤差,給工業(yè)生產(chǎn)帶來困擾。因此,對熱電偶的誤差來源進行分析并尋找解決對策是十分必要的。
1 熱電偶工作原理
熱電偶進行測溫時,利用塞貝克效應(yīng)(Seebeckeffect),將不同熱導(dǎo)體間的溫度差轉(zhuǎn)化成電信號,再利用二次儀表轉(zhuǎn)化為我們直觀看到的溫度顯示值。當溫度差越大時,不同導(dǎo)體間的電流就會越強,產(chǎn)生的電信號也越強,兩者成正相關(guān)。強溫差使得強電流產(chǎn)生強大的電信號,從而在儀表上可以看到由強溫差轉(zhuǎn)化而來的測溫值。熱電偶具有準確度高,靈敏性高,測溫響應(yīng)時間短,并可以直接接觸待測物質(zhì)等優(yōu)點。同時,熱電信號可以遠距離發(fā)送,為工業(yè)自動化控制的實現(xiàn)提供助力。但是,熱電偶隨著使用頻率的增多,精que度會逐漸下降,需要不斷進行誤差來源追溯,加強維護、保養(yǎng)和校正,才能將超差有效的避免,提高熱電偶的測溫質(zhì)量和精que度。
2 熱電偶溫度計量的常見問題
2.1 熱電偶安裝不合理引起的問題
熱電偶在對待測物質(zhì)進行測溫時,位置的選擇十分的重要,對其精que度影響較大。一旦位置安裝不對,插入深度不達使用標準,熱電偶工作誤差就會隨之增大。而且由于沒同物質(zhì)的導(dǎo)熱性能不同,應(yīng)用熱電偶時,要對插入深度進行校正與調(diào)整,并反得試驗來確度深度,否則誤差控制很難到位。
2.2 熱輻射以及導(dǎo)熱問題
熱輻射范圍較大,會對正在測量的熱電偶測量端產(chǎn)生輻射熱影響,成為測量誤差的來源之一。而導(dǎo)熱誤差則是熱電偶本身構(gòu)造所形成的,其導(dǎo)體導(dǎo)熱隨著長度的變化會出現(xiàn)溫度差,使得溫度指示值出現(xiàn)偏差。
2.3 熱電偶動態(tài)響應(yīng)問題
熱電偶的動態(tài)響應(yīng)問題是指熱電偶進入待測物質(zhì)后,其指示值響應(yīng)時間超出了標準響應(yīng)時間。熱電偶是插入式測溫,需要測量端與待測物溫度無偏差,才能進行電信號的轉(zhuǎn)化。因此,這種響應(yīng)時間的快速直接影響著其靈敏度。這種靈敏度受構(gòu)造和使用環(huán)境溫度條件所影響。靜止測量時,熱電偶靈敏度高,準確度高。而當待測物質(zhì)溫度是動態(tài)變化狀態(tài)時,熱電偶或無法與這種變化保持同步,就會產(chǎn)生動態(tài)響應(yīng)誤差,使每一時刻的測量值出現(xiàn)偏差。
2.4 測量系統(tǒng)漏電引起的問題
熱電偶結(jié)構(gòu)存在缺陷,如絕緣層老化開裂而漏電,溫度差形成的熱電流損失,熱電勢受影響,導(dǎo)致測量端出示的溫度值與實際溫度存在溫差誤差,甚至出現(xiàn)測量值無法顯示的故障。
3 熱電偶溫度計量常見問題的處理措施
3.1 合理選擇測溫點與插入深度
熱電偶測溫,位置和深選擇至關(guān)重要。為保證測量準確,要對待測環(huán)境進行數(shù)據(jù)采集分析總結(jié),尋找#佳的檢測點來消除測溫誤差,從而達到溫度監(jiān)測和控制的作用。對于#佳的插入深度,要從熱電偶本身結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和保護材質(zhì)、密封性等方面綜合考慮,進行深度檢測實線并總結(jié)數(shù)據(jù)變化規(guī)律,利用其它工具對其進行分析,從而將#佳深度數(shù)據(jù)確定下來。對于測量環(huán)境的不同,熱電偶插入深度確定同樣需要實驗確定,才能有效避免測溫誤差超差問題的出現(xiàn)。
3.2 熱輻射及導(dǎo)熱問題的修正
熱輻射誤差修正方法如下:一是通過對流形式來降低輻射熱;二是通過隔離措施控別熱交換。導(dǎo)熱誤差的修正于是五殺基本雷同,可以加強對流或者采取措施降低導(dǎo)熱的方法來實現(xiàn)。
3.3 熱電偶動態(tài)響應(yīng)問題的修正
熱電偶動態(tài)響應(yīng)強弱是其靈敏性的表現(xiàn)。提高靈敏性,才能加快熱響應(yīng)速度。可以從加快熱傳感響應(yīng)速度和調(diào)小滯后時間兩方面來校正。研究結(jié)果表明,熱電偶熱響應(yīng)越快,其接點體積越細小,接觸面越大。因此,進行校正時,可以改變檢測端外形,使熱電偶接點體積精細化,還要與待測液的接觸面積增大,從而縮小熱電偶的熱響應(yīng)滯后時間。此外,采用導(dǎo)熱性能強,熱響應(yīng)快的材謘hou魅鵲緡即釁鰨煊ξ蟛罱抵漣踩曜寄,才能将腮o緡嫉?佳性能發(fā)揮出來。
3.4 測量系統(tǒng)漏電問題的修正
熱電偶測溫系統(tǒng)有電流變,絕緣層容易老化,必須定期維護、檢查和保養(yǎng),才能避免漏電誤差。此外,還可增大熱電偶直徑,加厚保護層等方法來避免誤差超差。
4 熱電偶使用中的注意事項
1)從實際測溫環(huán)境出發(fā),科學選擇熱電偶類型和保護層材質(zhì)。
2)合理選用冷端補償器。
3)插入深度經(jīng)確定不要隨意更改,與被測物質(zhì)接觸距離在10cm以內(nèi),保證插入部位為中央部位。
4)熱電偶的使用環(huán)境要均衡,避免忽冷忽熱損傷防瓷骨保護管。
5)設(shè)有保護裝置的熱電偶必須帶保護裝置進行作業(yè)。
6)熱電偶保護裝置要及時保養(yǎng)維護,發(fā)現(xiàn)變薄、開焊、腐蝕等情況立即更換。
7)熱電偶接線要按照圖紙進行,特別需要注意的是補償導(dǎo)線的正、負極。
8)特別注意保護補償導(dǎo)線,防刮傷、折斷和電磁干擾等。
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