热电偶正确使用方法与选型

 正确使用热电偶不但可以准确得到温度的数值，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。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。

1　安装不当引入的误差:
　　 如果热电偶安装的位置及插入深度不当就不能反映炉膛的真实温度，换句话说，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；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；热电偶冷端不要太靠近炉体使温度过100℃；热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场，所以不应把热电偶连接导线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。

2　绝缘变差而引入的误差:
　　 如果热电偶不绝缘了，保护管和接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百度。

3　热惰性引入的误差:
　　 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。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。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。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。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，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，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。

4　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。因此，应保持热电偶保护管外部的清洁，以减小误差。

5  偶的安装：

（1、）选择按装地点，选择按装地点是要避开高温区和危险区，要选择便于按装和检修的地方。在管道上安装时除了偶的感温点要插到管中心以外，还要注意液体的管道，在测量水平的液体管道的温度时要尽量向下取点，避免有气体的存在。在测量高温高压的气体和液体时（如蒸汽管道和高炉炉体检点），还要加与管道同材质的保护管、壁厚2mm以上、（参考工况压力）。如果被测量管道直径小，安装是要逆向介质流向倾斜装。如果是在其他物体中测量、如炉膛或烟道，那麽他的插入深度应不小于其保护管直径的8—10倍。

（2、）安装热电偶时密封一定要做好，螺纹连接的一定要加淬火的铜垫，阀兰按装的要扰紧石棉绳，高温时还要加耐火土，缠绕长度是其保护管长度的1/3。

（3、）对于使用高铝质或刚玉质为保护管的热电偶在安装时一定要轻拿轻放,这类保护管不能承受碰撞,脆性大易脆断.在高温下,插进或抽出一定要缓慢进行,禁止快速插进或抽出,杜绝骤冷骤热。

(4、)热电偶的连接，热电偶与显示表连接是要用补偿导线，补偿导线是将热电偶的冷端引道恒温或温度波动范围小的地方，实际上是将冷端延长，补偿导线的热电性能在0—100℃时、与其使用的热电偶的材质的特性是相同的。注意：补偿导线和接线盒的温度在常温状态下、不能过高，测量值才是准确的，由于在测温比较低的冬季测量的数据一直很稳定，所以我们判断热电偶的接线盒的温度不能过高，要在常温的环境中是准确的。热电势是靠热电偶冷端和热端的温差产生的，那现在电偶的冷端和热端相距很远、冷端的温度未知，在正常测量时，冷端的温度在零摄氏度时，冷端和热端的测量值才是实际值，所以我们要消除由于冷端温度影响而产生误差。这误差消除的方法很多，我们通常采用冷端补偿法（即内部补偿），原理是用感温元件测量出冷端的实际温度，然后与冷热端的测量值相加，这时的结果才是实际测量值。也就是人为地在显示值上加以修改，在显示表和PLC内部有测温元件还有设置冷端补偿的参数。

6    偶的选型：

(1、)根据偶所工作和被测的环境、温度来选择热电偶。 

(2、)根据被测环境来选择偶丝的材质和保护管的材质。 

表1、热电偶测量范围           

热电偶类型       代号    分度号    长时间范围℃    短时间范围℃
铂铑30-铂铑6    WRR     B          0—1600          1800
铂铑10-铂        WRP      S          0—1300          1600
铂铑13-铂        WRQ     R          0—1300          1600

镍铬-镍硅         WRN     K          0—1000          1200
镍铬-铜镍         WRE     E          0—800            900

镍铬硅-镍硅镁   WRM     N         0—1000          1200

铁-铜镍            WRF     J          0—700             800

铜-铜镍            WRC     J          0—300             400

表2、热电偶保护管的承受范围(以下参数必须在垂直按装且没有强烈氧化的情况下)

保护管材质    长期使用温度    短期使用温度    
   钢玉            1600                1800    
   高铝            1300                1600    
0Cr25Ni20       1000                1100    
1Cr18Ni9Ti      800                  900    
 GH3030         1100                1150

 GH3039         1150                1200

 碳钢20＃        500                  600    

（3、）根据外部环境来选择结构和按装方式，比如、是不是需要防水、防溅、隔爆（根据环境来选择隔爆等级），还有偶的固定方式、是阀兰连接还是螺纹连接或无连接方式。偶直径的选择要根据环境的震动性和对于偶的氧化程度 、还有偶的热惰性来选择。偶的精度等级要根据工况来选择。注意、在震动大的地方要用铠装热电偶，宜延长使用寿命。

  (4、)偶长度的选择：如果是在管道上垂直安装偶的插入深度（我们称他为小L）为保护管或连接头的尺寸+管道的半径，如果要倾斜45度安装，其插入深度应为直形连接头的尺寸+0.7倍的管道外径，也就是热电偶要将其感温点插入到被测管的中心,侧温元件感温点：1）热电偶的感温点是器热接点，2）热电阻是其电阻棒的中心，电阻棒的长度（铂电阻为30-80mm，铜电阻为64mm，双金属温度计是距前端50mm）。如果条件不允许的话，偶的插入深度应大于偶直径的8—10倍。双金属温度计其保护管长度不大于300mm时，插入深度不小于70mm，如果大于300mm时，其插入深度不小于100mm 。偶的长度（我们称他为大L ）要保证其接线盒的温度不过100℃。

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