温度仪表：热电偶常见故障分析

热电偶的应用原理

　　热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：

　　①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。

　　②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-271--+2800℃如金铁镍铬和钨-铼。

　　③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。 1、热电偶测温基本原理是将两种不同材料的导体或半导体焊接起来，构成一个闭合回路。由于两种不同金属所携带的电子数不同，当两个导体的二个执着点之间存在温差时，就会发生高电位向低电位放电现象，因而在回路中形成电流,温度差越大，电流越大，这种现象称为热电效应，也叫塞贝克效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 2、热电偶的种类及结构形成(1)热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 (2)热电偶的结构形式 为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： ① 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固; ② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路; ③ 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠; ④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 3、热电偶冷端的温度补偿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。必须指出，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。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。一般显示、控制都有温度自动补偿系统，不需要担心。仪表在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度一般不超过100℃，特殊工况下，可以选用热电偶延长线，即导线材质和热电偶电极材质一致的导线连接，根据热电偶的中间导体定律，这种补偿导线温度不受限制。

　　根据国家相关政策，热电偶作为计量器具必须定期检定，对安全生产、节能减排、公平交易都具有积极意义。

　　　　一，热电势比实际值小(显示仪表指示值偏低)

　　1，热电极短路 有的工况比较恶劣，氧化铝绝缘子接触到一些低熔点、含铁含碳杂质，导致绝缘强度降低，有的现场水汽大，导致热电偶受潮

　　找出短路原因，如因潮湿所致，则需进行干燥;如因绝缘子损坏所致，则需更换绝缘子

　　2，热电偶的接线柱处积灰，造成短路 清扫积灰

　　3，补偿导线线间短路 找出短路点，加强绝缘或更换补偿导线最常见的是靠近接线盒部位，温度高，表面看不出问题，实际上，补偿导线的绝缘胶已经在高温下部分碳化，绝缘强度极低，甚至短路。

　　4，热电偶热电极变质 在长度允许的情况下，剪去变质段重新焊接，或更换新热电偶

　　某钢铁厂热处理炉

使用的热电偶都是K分度的，时间超过6个月，最后一炉钢板由于热处理温度过高而报废，经过检查发现热电偶误差，热处理设定温度是1180度，开始时是正常的，后来，热电偶显示值慢慢出现漂移下滑，当热电偶温度显示偏低时，控温系统会自动加热升温，最后，实际温度1225度，仪表显示出来的温度1180度，导致严重的生产质量事故。

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