熱電偶固定方式對(duì)測(cè)量結(jié)果影響

[摘要]通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試對(duì)比,列出.不同固定方式下熱電偶測(cè)得的溫度數(shù)據(jù),幫助生產(chǎn)企業(yè)更好的理解標(biāo)準(zhǔn)含義,為生產(chǎn)提供幫助。
1前言
　　智能坐便器是一種集合了包括沖洗以及清洗、暖風(fēng)、座圈加熱為一體的衛(wèi)生潔具設(shè)備。智能坐便器的座圈溫度測(cè)試是將熱電偶的測(cè)溫點(diǎn)緊貼在座圈表面上測(cè)得。熱電偶測(cè)溫基本原理將兩種不同材料的金屬焊接起來,構(gòu)成-一個(gè)閉合回路。當(dāng)兩種不同的金屬相接觸時(shí),由于兩者的電子逸出電勢(shì)和自由電子密度的差異,在兩種金屬的表面之間會(huì)產(chǎn)生接觸電勢(shì)差。而如果在焊接端(即測(cè)量端)加熱產(chǎn)生溫差,則在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì),此種現(xiàn)象稱之為塞貝克效應(yīng),也即溫差電效應(yīng)。
　　在實(shí)際檢測(cè)過程中，檢測(cè)人員會(huì)發(fā)現(xiàn)有些標(biāo)準(zhǔn)只是很籠統(tǒng)地表述試驗(yàn)方法,并沒有明示出熱電偶測(cè)溫線的固定材料和具體的固定方式。在測(cè)溫時(shí),何種固定材料及方式更能直接反映被測(cè)物體的實(shí)際溫度,恐怕大部分測(cè)試者并不能直接給出明確答案。針對(duì)熱電偶的固定材料和方式進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)分析。
2各標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法
2.1GB/T34549-2017
　　將智能坐便器座圈加熱置于溫度最高模式,接通電源，15min后用熱電溫度計(jì)測(cè)量測(cè)定點(diǎn)溫度。每個(gè)點(diǎn)隔2min測(cè)定一次,共測(cè)量5次,取5次的算術(shù)平均值。
2.2GB/T23131-2019.
　　打開便蓋,將電便座坐圈加熱檔位置于溫度最高模式,啟動(dòng)坐圈加熱功能,防止30min后,用尺寸為10mmX10mm的高溫膠帶覆蓋熱電偶,緊貼測(cè)量表面,每隔2min測(cè)一次,共測(cè)5次。
2.3T/CBMF15-2019;T/CBCSA15--2019
　　使用尺寸為10mmX10mm的鋁箔膠帶(型號(hào):3M425)覆蓋熱電偶,鋁箔膠帶與熱電偶應(yīng)緊密貼合,中間不得有氣泡,膠帶中心為熱電偶頂端點(diǎn),且除鋁箔膠帶外的熱電偶導(dǎo)線應(yīng)豎立離開座圈表面。將智能坐便器座圈加熱置于溫度最高模式,接通電源,打開便蓋。非即熱座圈在非落座情況下,啟動(dòng)坐圈加熱功能,保持無風(fēng)環(huán)境,15min后測(cè)定座圈溫度。每個(gè)點(diǎn)隔2min測(cè)定一次,共測(cè)量5次,取5次的算術(shù)平均值。
　　可以看出來GB/T23131-2019是在GB/T34549-2017的基礎(chǔ)上說明了膠帶的類型。T/CBMF15--2019是在GB/T34549-2017的基礎(chǔ)上,說明了粘貼材料、具體方法等細(xì)則，幾種標(biāo)準(zhǔn)的共同點(diǎn)都是每隔2min采集一-次溫度,共采集5次并取均值。
　　在溫度測(cè)試過程中,熱電偶作為--種常用的測(cè)溫元件,對(duì)于粘貼的固定方式,有多種材料可以選擇:(1)鋁箔膠帶粘貼;(2)高溫膠帶粘貼;(3)透明膠帶粘貼;(4)電工膠帶粘貼。
3實(shí)驗(yàn)方案
 
　　由于這幾種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于坐圈溫度測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量不同,本次試驗(yàn)以GB/T23131-2019為基準(zhǔn)測(cè)試取相同的10個(gè)測(cè)試點(diǎn),使用T型熱電偶,midiGL840為溫度測(cè)量裝置,選用同一智能坐便器,調(diào)試到座圈最高溫度檔,保持239的穩(wěn)定無風(fēng)環(huán)境,分別測(cè)試熱電偶4種不同材料粘貼下,測(cè)溫線全部緊貼坐圈表面和導(dǎo)線豎立離開座圈表面下的數(shù)據(jù)。計(jì)算10個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的平均值作為對(duì)比數(shù)據(jù)。
4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
4.1不同材料粘貼試驗(yàn)結(jié)果的比較
　　圖2給出了熱電偶測(cè)溫線在3M425鋁箔膠帶、高溫膠帶、透明膠帶和電工膠帶作為固定材料,粘貼方式為放平下分別測(cè)得的座圈溫度平均值。
 
　　可以看出,用3M425鋁箔膠帶測(cè)得的溫度最高,最接近實(shí)際溫度,可以認(rèn)為是真值,以下的數(shù)據(jù)分析以此作為比較基準(zhǔn)。而透明膠帶和電工膠帶溫度相比實(shí)際溫度差了2℃左右。用高溫膠帶和實(shí)際溫度最接近。這是由于透明膠帶和電工膠帶與鋁箔膠帶相比隔熱性能較差,無法長(zhǎng)時(shí)間維持座圈表面溫度,熱量散發(fā)過快引起的。
　　測(cè)試中還發(fā)現(xiàn),用電工膠帶和透明膠帶在測(cè)試中會(huì)出現(xiàn)粘性變差熱電偶測(cè)溫線與座圈接觸不好的狀態(tài),傳感器與被測(cè)物體松動(dòng)的可能性較大。鋁箔膠帶以及高溫膠帶這種狀態(tài)會(huì)稍好一點(diǎn)。
4.2不同固定方式試驗(yàn)結(jié)果的比較.
　　圖3展示了將熱電偶測(cè)溫線放平粘貼和架空立起這兩種不同的固定方式下,測(cè)得的座圈溫度數(shù)據(jù)。
 
　　根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),無論使用何種材料粘貼,將熱電偶測(cè)溫線豎立得到的溫度比放平時(shí)候的溫度普遍要低1℃左右。這是由于豎立安裝與熱電偶緊貼安裝時(shí)相比氣流吸收熱量更多,散熱速度更快,而接觸端所能提供的熱量不足以補(bǔ)償,所以豎立安裝的熱電偶測(cè)溫線無法維持穩(wěn)定的溫度,自然會(huì)比緊貼被測(cè)表面安裝的熱電偶測(cè)量得到的溫度相對(duì)低。
5結(jié)語
　　通過對(duì)比試驗(yàn),針對(duì)熱電偶在不同材料、不同固定方式下進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,在檢測(cè)過程中,對(duì)于座圈溫度的測(cè)定,在標(biāo)準(zhǔn)沒有明確描述的背景下,應(yīng)盡可能使用鋁箔膠帶,固定緊固,不應(yīng)讓熱電偶與座圈表面之間產(chǎn)生縫隙,并讓測(cè)溫線緊貼被測(cè)表面,必須保持試驗(yàn)環(huán)境無風(fēng),減小氣流對(duì)測(cè)溫的影響，從而減小測(cè)試誤差。