熱電偶的科學(xué)使用方法

　　正確使用熱電偶不但可以準(zhǔn)確得到溫度的數(shù)值，保證產(chǎn)品合格，而且還可節(jié)省熱電偶的材料消耗，既節(jié)省資金又能保證產(chǎn)品質(zhì)量。安裝不正確，熱導(dǎo)率和時(shí)間滯后等誤差，是熱電偶在使用中的主要誤差。

熱電偶(thermocouple)是溫度測(cè)量?jī)x表中常用的測(cè)溫元件，直接測(cè)量溫度，并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，通過(guò)電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同，但是基本結(jié)構(gòu)卻大致相同，通常由熱電極、絕緣套保護(hù)管和接線(xiàn)盒等主要部分組成，通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調(diào)節(jié)器配套使用。

　　在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，溫度是需要測(cè)量和控制的重要參數(shù)之一。在溫度測(cè)量中，熱電偶的應(yīng)用極為廣泛，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、測(cè)量范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號(hào)便于遠(yuǎn)傳等許多優(yōu)點(diǎn)。另外，由于熱電偶是一種有源傳感器，測(cè)量時(shí)不需外加電源，使用十分方便，所以常被用作測(cè)量爐子、管道內(nèi)的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。

　　使用方法：

　　一、熱電偶在粘貼工件時(shí)一定得記住緊密貼合產(chǎn)品工件，不能讓熱電偶的焊點(diǎn)在里面晃動(dòng)，特別是熱電偶焊點(diǎn)當(dāng)跟金屬碰到一起的時(shí)候，容易產(chǎn)生瞬間電壓，而導(dǎo)致測(cè)出來(lái)的溫度曲線(xiàn)某個(gè)地方溫度突然升得很高，這樣又會(huì)引起分析軟件Y軸坐標(biāo)也跟著變得很高，那么整個(gè)曲線(xiàn)就會(huì)看起來(lái)很小了。

　　二、熱電偶正確的接線(xiàn)方法是：紅線(xiàn)接負(fù)極，黃線(xiàn)接正極，接的時(shí)候兩股線(xiàn)一定要往上頂?shù)焦孱^的三角處，防止裸露的部分短路。

　　三、針對(duì)玻璃纖維的熱電偶，在插拔時(shí)千萬(wàn)要記得用手捏住公插頭往外拔，不要去拉線(xiàn)，這樣容易造成保護(hù)套被拉松或拉出公插頭，造成線(xiàn)芯裸露，而導(dǎo)致短路的現(xiàn)象。

四、使用時(shí)千萬(wàn)不要打結(jié)或折成90度以上，這樣很容易造成內(nèi)部的兩根線(xiàn)芯斷裂，斷了之后你都不知道在哪里斷的，那么這根熱電偶就沒(méi)用了，使用時(shí)要細(xì)心一點(diǎn)，不能野蠻施工。

　　注意事項(xiàng)：

　　1、安裝不當(dāng)引入的誤差

　　如熱電偶安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實(shí)溫度等，換句話(huà)說(shuō)，熱電偶不應(yīng)裝在太靠近門(mén)和加熱的地方，插入的深度至少應(yīng)為保護(hù)管直徑的8～10倍;熱電偶的保護(hù)套管與壁間的間隔未填絕熱物質(zhì)致使?fàn)t內(nèi)熱溢出或冷空氣侵入，因此熱電偶保護(hù)管和爐壁孔之間的空隙應(yīng)用耐火泥或石棉繩等絕熱物質(zhì)堵塞以免冷熱空氣對(duì)流而影響測(cè)溫的準(zhǔn)確性。

　　熱電偶冷端太靠近爐體使溫度超過(guò)100℃;熱電偶的安裝應(yīng)盡可能避開(kāi)強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)電場(chǎng)，所以不應(yīng)把熱電偶和動(dòng)力電纜線(xiàn)裝在同一根導(dǎo)管內(nèi)以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測(cè)介質(zhì)很少流動(dòng)的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)用熱電偶測(cè)量管內(nèi)氣體溫度時(shí)，必須使熱電偶逆著流速方向安裝，而且充分與氣體接觸。

　　2、絕緣變差而引入的誤差

如熱電偶絕緣了，保護(hù)管和拉線(xiàn)板污垢或鹽渣過(guò)多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良，在高溫下更為嚴(yán)重，這不僅會(huì)引起熱電勢(shì)的損耗而且還會(huì)引入干擾，由此引起的誤差有時(shí)可達(dá)上百度。

　　3、熱惰性引入的誤差

　　由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測(cè)溫度的變化，

　　在進(jìn)行快速測(cè)量時(shí)這種影響尤為突出。所以應(yīng)盡可能采用熱電極較細(xì)、保護(hù)管直徑較小的熱電偶。測(cè)溫環(huán)境許可時(shí)，甚至可將保護(hù)管取去。由于存在測(cè)量滯后，用熱電偶檢測(cè)出的溫度波動(dòng)的振幅較爐溫波動(dòng)的振幅小。測(cè)量滯后越大，熱電偶波動(dòng)的振幅就越小，與實(shí)際爐溫的差別也就越大。當(dāng)用時(shí)間常數(shù)大的熱電偶測(cè)溫或控溫時(shí)，儀表顯示的溫度雖然波動(dòng)很小，但實(shí)際爐溫的波動(dòng)可能很大。為了準(zhǔn)確測(cè)量溫度，應(yīng)當(dāng)選擇時(shí)間常數(shù)小的熱電偶。時(shí)間常數(shù)與傳熱系數(shù)成反比，與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比，如要減小時(shí)間常數(shù)，除增加傳熱系數(shù)以外，最有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。使用中，通常采用導(dǎo)熱性能好的材料，管壁薄、內(nèi)徑小的保護(hù)套管。在較精密的溫度測(cè)量中，使用無(wú)保護(hù)套管的裸絲熱電偶，但熱電偶容易損壞，應(yīng)及時(shí)校正及更換。

　　4、熱阻誤差

　　高溫時(shí)，如保護(hù)管上有一層煤灰，塵埃附在上面，則熱阻增加，阻礙熱的傳導(dǎo)，這時(shí)溫度示值比被測(cè)溫度的真值低。因此，應(yīng)保持熱電偶保護(hù)管外部的清潔，以減小誤差。