热电偶、热电阻工作原理及常见故障处理.doc

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1、热电偶、热电阻原理介绍和故障判断方法 热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在Seebeck电动势热电动势，这就是所谓的! A1 _, v P$ n7 I% E塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一2 P% d o4 c: 端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系, 制成热: z! & e i2 f/ x# X6 n$ G电偶分度表; 分度表是自由端温度在0时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。3 Xu% f& 0 i _在热电偶回

2、路中接入第三种金属材料时, 只要该材料两个接点的温度相同, 热电偶所产生的热6 d6 q( R7 w# S7 m电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此, 在热电偶测温时, 可接入测! K( , i7 x1 A& i k7 ) k量仪表, 测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。. n9 _. i* P6 m- F/ e 两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不% c4 b1 U g3 _1 G; _同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电. w& G( b5 0 O. G6 P9 b4 M- a/ c

3、偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也 0 Y6 H( B9 c! Q& Q0 ; P6 P g称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示3 D+ Y% W( T2 |仪表会指出热电偶所产生的热电势。- I u* _4 J2 : q 热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对& B7 b* j4 ?: k i/ J f( y于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：$ e( h0 j9 G$ ?( N4 x/ Y3 1：热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的

4、函数；3 N6 K$ TR* + l% W 2 ：热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，& S8 o i5 Q, 4 4 XN- h* 只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；% J2 Y Z9 l5 i# W) E 3：当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有4 x5 E9 m/ M9 c关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。热电阻工作原理： 热电阻是中低温区常用的一种测温元件。热电阻利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。热电阻的受热部分（感温元件）是用细

5、金属丝均匀的缠绕在绝缘材料制成的骨架上，当被测介质中有温度梯度存在时，所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度最高。 热电阻的结构特点： 热电阻通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。它可以直接测量各种生产过程中从 -200 至 600 范围内的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。 热电偶的常见故障主要表现有：a热电偶的补偿导线接反。这主要是基建时出现的问题，负责接线的人员一时的粗心造成，属人为因数。当出现热电偶的补偿导线接反情况时，操作员控制站上的显示通常比实际值偏大或偏小(根据通道测量回路而定)。b热电偶的补偿

6、导线绝缘层被磨破，造成信号回路接地。这主要是因为补偿导线较硬，而且在接线盒内又未被安放平整，处理故障时多次旋拧接线盒盖碰到补偿导线而将其磨破。此类故障反映在操作员控制站上其温度示值一般偏小。c接线盒内接线端子接触不良。因补偿导线和热电偶的导线都比较硬，所以现场检修时紧固接线比较困难，有时候开始把导线拧紧了但过段时间随着导线的变形又松了。此类故障反映在操作员控制站上的温度示值为无显示或显示值超量程。d补偿电阻故障。此类故障表现为热电偶接上后温度显示值缓慢上升或下降。e锅炉尾部烟道测量热电偶故障率较高。停机检修时将热电偶拆下发现热电偶的头部包括护套管被烟气冲刷后严重磨损，将护套管改由耐磨钢材料制成

7、后，才消除了此类故障隐患。f信号屏蔽系统DCS柜内接地不良。此类故障极容易造成电荷在信号线上积累，引起信号漂移或晃动。由于该问题故障点较难查明，通常的处理方法是解开信号线，对其进行对地放电处理。g温度输入信号经隔离器后故障，反映在操作员控制站上的温度值信号异常。更换隔离器后正常。以上是检修时经常碰到的问题，但在查找这些故障时，建议先用万用表在DCS 的I/O端子柜上测量输入的电压值，这样可以迅速判断出是就地测量端问题还是DCS部分的问题，对于多点输入还可同另外几支热电偶信号进行比较。如判断不出再行解线测量其电阻值，通常热电偶的电阻值为100左右。热电阻常见故障显示仪表示值偏低或示值不稳保护管理内有金属屑或灰尘接线柱间积灰以及热电阻短路路除去金属屑，清扫灰尘找出短路点，加好绝缘显示仪表指示无穷大热电阻或引出线断路更换热电阻或焊接断线处（焊毕要较验）显示仪表指示无穷小显示仪表与热电阻接线有误或电阻短路改正接线，找出短路处，加好绝缘阻值与温度的关系有变化热电阻材料受腐蚀变质