热电偶安装必须注意的要点

2018年6月6日 16:49:00

热电偶的安装要求及注意事项


正确使用热电偶不但可以准确得到温度的数值
安装不正确,热导率和时间滞后等误差,它们是热电偶在使用中的主要误差。
当用时间常数大的热电偶测温或控温时,仪表显示的温度虽然波动很小,但实际炉温的波动可能很大。为了准确的测量温度,应当选择时间常数小的热电偶。
把有故障的热电偶从仪表上拆下来,用万用表放在测量欧姆(R)*1档,用万用表两表棒去测热电偶两端,若万用表上显示的电阻值很大
有人担心用铜导线连接热电偶冷端到仪表读取mV值,在导线与热电偶连接处产生的接触电势会使测量产生附加误差。根据这个定律,是没有这个误差的!
在中低温度时,一般使用热电阻测温范围为一200~~500,甚至还可测更低的温度(如用碳电阻可测到1K左右的低温).
按照仪表接线图进行正确接线通电后,仪表先是显示仪表的热电偶分度号,接着显示仪表量程范围,再测仪表下排的数码管显示设定温度,仪表上排数码管显示测量温度。
绝缘变差而引入的误差如热电偶绝缘了
热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内,当用热电偶测量管内气体温度时,必须使热电偶逆着流速方向安装,而且充分与气体接触。
而热电偶是产生感应电压的变化,他随温度的改变而改变。.虽然都是接触式测温仪表,但它们的测温范围不同
工作中的现场判断热电偶有正负极、补偿导线也有正负之分,首先保证连接,配置确.在运行中。常见的有短路,断路,接触不良(有万用表可判断)和变质(根据表面颜色来鉴别)。
为了使热电偶和热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换,应合理选择测点位置,尽量避免在阀门
若仪表上排数码管显示不是发热体的温度,而显示“OVER”、“0000”或“000”等状况,说明仪表输入部位产生故障,应作如下试验:
  
热电偶均质导体定律
保证产品合格,而且还可节省热电偶的材料消耗,既节省资金又能保证产品质量。
热套式热电偶的标准插入深度为100mm;
  
耐磨热电偶
依据中间导体定律,在热电偶实际测温应用中,常采用热端焊接、冷端开路的形式,冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。
热电偶回路两接点(温度为T、T0)间的热电势,等于热电偶在温度为T、Tn时的热电势与在温度为Tn、T0时的热电势的代数和。Tn称中间温度。
由同一种均质材料(导体或半导体)两端焊接组成闭合回路,无论导体截面如何以及温度如何分布,将不产生接触电势,温差电势相抵消,回路中总电势为零。
热电偶故障处理案例
热电偶中间导体定律
热电偶的正确使用
当测量原件插入深度超过1m时,应尽可能垂直安装,或加装支撑架和保护套管.
  
热电偶的安装要求
采取保护管浅插方式或采用热套式热电偶.浅插式的热电偶保护套管,其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm;
把热电偶从仪表热电偶输入端拆下,再用任何一根导线把仪表热电偶输入端短路。通电时,仪表上排数码管显示值约为室温时,说明热电偶内部连线开路,应更换同类型热电偶。若还是以上所说的状况,说明仪表在运输过程中,仪表的输入端被损坏,要调换仪表。
  
中间温度定律
保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良,在高温下更为严重,这不仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰,由此引起的误差有时可达上。
使用无保护套管的裸丝热电偶,但热电偶容易损坏,应及时校正及更换。
这个定律是专业人士才研究、关注的,一般销售、使用环节的人士不太了解,简单说明就是:用高纯度铂丝做标准电极,假设镍铬-镍硅热电偶的正负极分别和标准电极配对,他们的值相加是等于这支镍铬-镍硅的值。
由于存在测量滞后,用热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。测量滞后越大,热电偶波动的振幅就越小,与实际炉温的差别也就越大。
初学者经常不按中间温度定律热点偶原理图来修正!
按照仪表接线图接线正确,若仪表通电后,仪表上排数码管显示有负值等现象,说明接入仪表的热电偶“+”与“—”接错而造成的。只要重新调换一下即可。
应保持热电偶保护管外部的清洁,以减小误差。
两种传感器检测的温度范围不一样,热阻一般检测0-150度温度范围(当然可以检测负温度),热电偶可检测0-1000度的温度范围(甚至更高)所以,前者是低温检测,后者是高温检测。
接线正确仪表在运行时,仪表上排数码管显示的温度与实际测量的温度相差40ºC~70ºC。甚至相差更大,说明仪表的分度号与热电偶的分度号搞错。按热电偶分度号B、S、K、E等热电偶的温度(ºC)与毫伏(MV)值的对应关系来看,同样温度(ºC)的情况下,产生的毫伏值(MV)B分度号最小,S分度号次小,K分度号较大,E分度号最大,按照此原理来判别。
对于测量管道中心流体温度的热电偶,一般都应将其测量端插入到管道中心处(垂直安装或倾斜安装).如被测流体的管道直径是200毫米
当测量原件插入深度超过1m时,应尽可能垂直安装,或加装支撑架和保护套管.
热电偶不应装在太靠近门和加热的地方,插入的深度至少应为保护管直径的8~10倍;
时间常数与传热系数成反比,与热电偶热端的直径、材料的密度及比热成正比,如要减小时间常数,除增加传热系数以外,最有效的办法是尽量减小热端的尺寸。使用中,通常采用导热性能好的材料,管壁薄、内径小的保护套管。在较精密的温度测量中对于高温高压和高速流体的温度测量(如主蒸汽温度),为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂,可采取保护管浅插方式或采用热套式热电偶
由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。
  
热电偶参考电极定律
目前电厂,水泥厂,化工冶炼厂等高温耐磨领域首选温度测量保护管.主要技术参数电气出口:M20×1.5,NPT1/2耐磨头硬度:HRC60-65防护等级:IP65
为了使热电偶和热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换,应合理选择测点位置,尽量避免在阀门,弯头及管道和设备的死角附近装设热电偶或热电阻.
浅插式的热电偶保护套管,其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm;热套式热电偶的标准插入深度为100mm;
热电阻短路和断路用万用表可判断,在运行中,怀疑短路,只要将电阻端拆下一个线头看显示仪表,如到最大,热电阻短路回零,导线短路,保证正常连接和配置时,表值显示低或不稳,保护管可能性进水了显示最大
对热电偶与热电阻的安装,应注意有利于测温准确,安全可考及维修方便,而且不影响设备运行和销售操作.要满足以上要求
由于热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化,在进行快速测量时这种影响尤为突出。
热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用,钛合金。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。
所以应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。测温环境许可时,甚至可将保护管取去。
  
热电偶输入产生故障判别法
检查时,要使热电偶与二次表分开,用工具短接二次表上的补偿线,表指示室温再短接热电偶接线端子,表批示热电偶所在的环境温度(不是,补偿线有故障),再用万用表mv档大体估量热电偶的热电势(如正常,请检查工艺)。
对热电偶与热电阻的安装,应注意有利于测温准确,安全可考及维修方便,而且不影响设备运行和销售操作.要满足以上要求
带有保护套管的热电偶和热电阻有传热和散热损失,为了减少测量误差,热电偶和热电阻应该有足够的插入深度:
  
安装不当引入的误差
信号的性质,热电阻本身是电阻,温度的变化,使电阻产生正的或者是负的阻值变化;
热阻误差高温时,如保护管上有一层煤灰,尘埃附在上面,则热阻增加,阻碍热的传导,这时温度示值比被测温度的真值低。
热电偶或热电阻插入深度应选择100毫米;
带有保护套管的热电偶和热电阻有传热和散热损失,为了减少测量误差,热电偶和热电阻应该有足够的插入深度:
现在正常使用铂热电阻Pt100,(也有Pt50、100和50代表热电阻在0度时的阻值。在旧分度号中用BA1,BA2来表示,BA1在0度时阻值为46欧姆
在热电偶回路中接入中间导体(第三导体),只要中间导体两端温度相同,中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响,这就是中间导体定律。
  
把上述故障仪表的热电偶拆去,换用旁边运行正常的同种分度号仪表上接入的热电偶,通电后,原故障仪表上排数码管显示发热体温度时,说明热电偶内部连线开路,更换同类型热电偶。若还是以上所说的状况,说明仪表在运输过程中,仪表的输入端被损坏,要更换仪表。
  
耐磨热电偶是电厂循环流化订锅炉,沸腾锅炉,粉磨煤机造气炉和水泥厂系列窑头,窑尾,炉头罩及化工,冶炼等高温耐磨环境较为理想的高技术类专用产品,G系列博采众长,采用独特的工艺配方,在失态平衡中制作出耐磨合金该产品与普通不锈钢金属,金属陶瓷保护管,与市场上同类耐磨合金保护管相比,其使用寿命提高1-5倍.由于环境温度差,温控点过高,振动较大,鼓风机风速过高,磨损严重,造成温度测量非常困难,使用寿命很短暂,一般的耐磨合金只有10-90天就磨透损坏,烧弯,折断
  
热电偶热惰性引入的误差
  
应用:由于热电偶E-T之间通常呈非线性关系,当冷端温度不为0℃时,不能利用已知回路实际热电势E(t,t0)直接查表求取热端温度值;也不能利用已知回路实际热电势E(t,t0)直接查表求取的温度值,再加上冷端温度确定热端被测温度值,需按中间温度定律进行修正。
热电偶必须由两种不同的均质导体或半导体构成。若热电极材料不均匀,由于温度梯存在,将会产生附加热电势。
在选择对热电偶和热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下几点:
热电偶内部连接开路,更换同类型热电偶。否则有一定阻值,说明仪表输入端有问题,应更换仪表。
对于高温高压和高速流体的温度测量(如主蒸汽温度),为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂
假如需要测量是烟道内烟气的温度,尽管烟道直径为4m,热电偶或热电阻插入深度1m即可.
在工业上也有用铜电阻,分度号为CU50和CU100,但测温范围较小,在一50~~150之间,在一些特殊场合还有铟电阻、锰电阻等)。
对于测量管道中心流体温度的热电偶,一般都应将其测量端插入到管道中心处(垂直安装或倾斜安装).如被测流体的管道直径是200毫米,那热电偶或热电阻插入深度应选择100毫米;
弯头及管道和设备的死角附近装设热电偶或热电阻.
热电偶使用在温度较高的环境,如铂铑30---铂铑6(B型)测量范围为300度~~1600度,短期可测1800度。S型测一20~~1300(短期1600),K型测一50~~1000,短期1200).XK型一50~~600(800),E型一40~~800(900).还有J型,T型等。这类仪表一般用于500度以上的较高温度,低温区时输出热电势很,当电势小时,对抗干扰措施和二次表和要求很高,否则测量不准,还有,在较低的温度区域,冷端温度的变化和环境温度的变化所引起的相对误差就显得很突出,不易得到全补偿。
假如需要测量是烟道内烟气的温度,尽管烟道直径为4m,热电偶或热电阻插入深度1m即可.
热电偶冷端太靠近炉体使温度超过100℃;热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场,所以不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差;热电阻断路显示最小短路。
在选择对热电偶和热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下几点:
造成热电偶损坏,给用户带来很大的损失和不必要的麻烦,本公司销售的G系列弥补了这个缺点.G系列抗冲刷,耐磨热电偶经过数百厂家,每年近万次的使用,反应很好,在很多场合具有领先同行的实力,完全可以同进口产品相媲美.该产品具有抗振,耐磨,耐腐蚀,灵敏度高,稳定性好,准确性高,使用寿命长等优点  
如热电偶安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度等
热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入,因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温的准确性;
从材料上分,热阻是一种金属材料,具有温度敏感变化的金属材料,热电偶是双金属材料,既两种不同的金属,由于温度的变化,在两个不同金属丝的两端产生电势差。