熱電偶的工作原理及結(jié)構(gòu)

1、熱電偶工作原理及結(jié)構(gòu)檢修崗位1 .懂工作原理1.1 熱電偶測溫原理兩種電子密度不同的導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路,如果兩接頭的溫度不同,回路中就有電流產(chǎn)生這種現(xiàn)象成為熱電現(xiàn)象,相應(yīng)的電動勢成為溫差電勢或熱電勢,它與溫度有一定的函數(shù)關(guān)系,利用此關(guān)系就可測量溫度.這種現(xiàn)象包含的原理有：帕爾帖定理-不同材料結(jié)合在一起,在其結(jié)合面產(chǎn)生電勢.湯姆遜定理-由溫差引起的電勢.當(dāng)組成熱電偶的導(dǎo)體材料均勻時(shí),其熱電勢的大小與導(dǎo)體本身的長度和直徑大小無關(guān),只與導(dǎo)體材料的成分及兩端的溫度有關(guān).因此,用各種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體可做成各種用途的熱電偶,以滿足不同溫度對象測量的需要.1.2 熱電偶三大定律之封閉回路,沿回路上每一點(diǎn)即使

2、改變溫度也不會有電流廣生.亦即,E=0o2種均質(zhì)金屬材料A與B所形成的熱電偶回路中,熱電勢E與接點(diǎn)處溫度t1、12的相關(guān)函數(shù)關(guān)系,不受A與B之中間溫度t3與t4之影響.中間金屬定律話,E不受C插入的影響.AtiA與B所形成之熱電偶插入第3之中間金屬C,形成由A與CC與B之2組熱電偶.接合點(diǎn)溫度保持ti與t2的情況下,Eac+ECB=EAEJo中間溫度定律如右圖所示任意數(shù)的異種金屬A、B、C?3所形成的封閉回路,封閉回路之全體或是全部的接合點(diǎn)保持在相等的溫度時(shí),此回路的E=0b如右圖所示,A與B所形成之熱電偶,兩接合點(diǎn)之溫度為t1與t2時(shí)之E為E12,t2與t3時(shí)之E為E13的話,E12+E23

3、=E13.此時(shí),稱t2為中間溫度.以中間溫度t2選擇如0c這樣的標(biāo)準(zhǔn)溫度,求得相對0c任意的溫度t1、t2、t3?3n之熱電動勢,任意兩點(diǎn)間之熱電動勢便可以計(jì)算求得.如右圖所示,對于使用補(bǔ)償導(dǎo)線之熱電偶回路適用以上之觀念.A與B為熱電偶,C與D為A、B用之補(bǔ)償導(dǎo)線,M為數(shù)字電壓計(jì),計(jì)算后可得下面關(guān)系式：E=EaB(t1)EaB(t3)也就是說,M所測定之電位差是由tl、t3所決定,不受t2之影響.2 .懂設(shè)備結(jié)構(gòu)2.1 熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶是有兩根不同導(dǎo)體或稱電極構(gòu)成的.這兩根導(dǎo)體一端焊接在一起,成為熱端或稱工作端,測溫時(shí)將此端處于被測介質(zhì)中.另一端稱為冷端或自由端,接入二次儀表顯示儀表或電測設(shè)

4、備.a、普通型熱電偶：是應(yīng)用最多的,主要用來測量氣體、蒸汽和液體等介質(zhì)的溫度.根據(jù)測溫范圍及環(huán)境的不同,所用的熱電偶電極和保護(hù)套管的材料也不同,但因使用條件根本類似,所以這類熱電偶已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化.按其安裝時(shí)的連接方法可分為螺紋連接合法蘭連接兩種.b、鎧裝熱電偶：又稱纜式熱電偶,是由熱電極多數(shù)采用的是鉗絲,也有用饃絲的、絕緣材料通常為氧化鎂粉末和金屬保護(hù)管三者結(jié)合,經(jīng)拉制而成一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體.鎧裝熱電偶有單支雙芯和雙支四芯之分,其測量端有露頭型、接殼型和絕緣型三種根本形式.6>8多種,長度為107000mm鎧裝熱電偶的參比端接線盒形式有簡易式、防水式、防濺式、接插式和小接線盒式等.鎧裝熱電

5、偶具有體積小、精度高、反響迅速、耐震動、耐沖擊、機(jī)械強(qiáng)度高、可繞性好、壽命長、便于安裝等優(yōu)點(diǎn).外形尺寸有.5、2.2 、常用熱電偶種類八種B型鉗銬30-鉗銬6RS型鉗銬10-鉗EJ型-鐵-康銅KT型銅-康銅N其中：B、RS屬于貴金屬熱電偶；K、E、型-鉗銬13-鉗型-饃銘-康銅型-饃銘-饃鋁型-饃銘硅-饃硅ZJ屬于廉金屬熱電偶；T型熱電偶用于測量低溫.3 .會異常分析3.1 熱電偶測溫系統(tǒng)常見故障原因及處理方法故障現(xiàn)象可能原因處理方法熱電偶比實(shí)際值小熱電極短路找出短路原因,如因潮濕所至,那么需要進(jìn)行枯燥；如因絕緣端子損壞所至,那么需更換絕緣于熱電偶的接線柱處積灰,造成短路清掃積灰補(bǔ)償導(dǎo)線線間短

6、路找出短路點(diǎn),增強(qiáng)絕緣或更換補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶熱電極變質(zhì)在長度允許的情況下,剪去變質(zhì)段重新焊接,或更換新熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶極性接反重新接正確補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶不配套更換相配套的補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶安裝位置不當(dāng)或插入深度小符H要求重新按規(guī)定安裝熱電偶冷端溫度補(bǔ)償不符合要求調(diào)整冷端補(bǔ)償器熱電偶與顯示儀表不配套更換熱電偶或顯示儀表使之相配熱電勢比實(shí)際值大熱電偶與顯示儀表小配套更換熱電偶或顯示儀表使之相配補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶不配套更換相配套的補(bǔ)償導(dǎo)線有直流干擾信號進(jìn)入排除直流干擾熱電勢輸出不穩(wěn)定熱電偶接線柱與熱電極接觸不良將接線柱螺絲擰緊熱電偶安裝不牢或外部震動緊固熱電偶,消除震動或采取減震舉措熱電極將斷未斷修復(fù)

7、或更換熱電偶外界干擾交流漏電,電磁感應(yīng)等查出干擾源,米取屏蔽舉措熱電偶熱電勢誤差大熱電極變質(zhì)更換熱電極熱電偶安裝位置不當(dāng)改變安裝位置保護(hù)管外表積灰去除積灰4 .能遵守工藝紀(jì)律4.1 熱電偶安裝及考前須知a在管道安裝中,感溫元件的工作端應(yīng)置于管道中流速最大處.熱電偶的保護(hù)套管的末端應(yīng)越過流束中央線510mmb感溫元件與被測介質(zhì)形成逆流,應(yīng)迎著氣流流向插入,至少應(yīng)與被測介質(zhì)流束方向成90.特別情況下也不能順流安裝測溫元件,否那么會產(chǎn)生測溫誤差.c插深一般不應(yīng)小于300mm如果插入深度不夠,外露局部又空氣流通,這樣所測出的溫度比實(shí)際溫度低34度.d在測溫元件安裝時(shí),應(yīng)預(yù)防電磁場干擾的引入而影響準(zhǔn)確測

8、量.在接線時(shí)一定要保證良好接觸,擰緊空心螺栓,然后蓋緊接線盒蓋子,對不得不露在空中的熱電偶最好加防雨舉措,以防雨淋損壞元件.為保護(hù)補(bǔ)償導(dǎo)線不受外來的機(jī)械損傷和由于外磁場而造成對儀表的影響,補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)加以屏蔽,并且不準(zhǔn)有曲折迂回的情況.e熱電偶和熱電阻應(yīng)盡量垂直裝在水平或垂直管道上,安裝時(shí)應(yīng)有保護(hù)套管,以方便檢修和更換.f測量管道內(nèi)溫度時(shí),元件長度應(yīng)在管道中央線上即保護(hù)管插入深度應(yīng)為管徑的一半Cg熱電偶的冷端應(yīng)處在同一環(huán)境溫度下,應(yīng)使用同型號的補(bǔ)償導(dǎo)線,且正負(fù)要接對.h高溫區(qū)使用耐高溫電纜或耐高溫補(bǔ)償線.4.2 必須遵守的工藝紀(jì)律序號必須不準(zhǔn)1拆卸、復(fù)裝、搬運(yùn)儀表設(shè)備必須使用專用的工器具,輕拿、輕放不準(zhǔn)碰撞和損傷2復(fù)裝儀表設(shè)備緊固件必須完整、齊全,螺栓均勻用力上緊不準(zhǔn)短缺螺栓和墊圈3重要的保護(hù)、聯(lián)鎖系統(tǒng)靜態(tài)試驗(yàn)時(shí),必須從就地儀表處模擬動作；試驗(yàn)結(jié)束后必須馬上恢復(fù)就地儀表至正常工