熱電偶、熱電阻在工業生產中的應用

摘要：文章指出現代工業生產中關于熱電偶熱電阻使用的方法和使用中出現的一些問題并從生產安全以及產品質量要求方面著重說明了熱電偶熱電阻類型匹配所需使用溫度范圍的重要性。同時也對熱電偶熱電阻運行過程中出現的問題提出了解決方案確保生產安全。
       隨著現代工業的不斷發展溫度測量向著低溫測量和高溫測量兩個極端方向迅速發展生產設備對溫度測量范圍和精度的要求也越來越高簡單的溫度計測量已經不能滿足生產的需要。熱電偶熱電阻逐漸被引入到工業生產溫度測量中并憑借其精度高響應速度快的優點被廣泛使用。.

1熱電偶和熱電阻簡介
1.1熱電偶
       熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件是由兩種不同成分的導體兩端接合而成(一般是焊接成)回路,當兩接合點溫度不同時就會產生熱電動勢，從而在回路內產生電流。當熱電偶與參比端顯示儀表連接成回路時顯示儀表將會指示出熱電偶產生的熱電勢所對應的溫度值。熱電偶的熱電動勢將隨著測量端溫度升高而增長,它的大小只與熱電偶材料和兩端的溫度有關與熱電偶的長度、直徑無關。各種熱電偶的外形常因需要而不相同,但是它們的基本結構卻大致相同通常由熱電極絕緣套保護管和接線盒等主要部分組成部分型號還帶有補償導線。常用的熱電偶分為S型、K型、E型J型。熱電偶通常和顯示儀表記錄儀表和電子調節器配套使用。
1.2熱電阻
      熱電阻是中低溫區常用的一種溫度測量器,它一般由純金屬制成根據金屬受溫度變化而阻值改變的原理測量溫度.工作用熱電阻常用的是鉑、銅電阻。其特點是測量精度較高且耐壓耐溫性能好。金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關系式表示,即
Rt=Rt0[1+α(t-t0)]
式中,Rt為溫度:時的阻值;Rt0為溫度t0(通常t0=0℃)時對應的電阻值α為溫度系數。
2熱電偶與熱電阻在工業中的使用
      熱電偶在工業生產中-般應用于中高溫領域,E型熱電偶可以使用到800℃,K型熱電偶可以使用到1300℃S型熱電偶可以使用到1600℃。熱電阻一般使用在中低溫很少有超過400℃。常用的熱電偶種類有裝配熱電偶、鎧裝熱電偶、端面熱電偶、壓簧固定熱電偶。常用的熱電阻有精通型熱電阻、鎧裝熱電阻、端面熱電阻、隔爆熱電阻。這兩種工具都可以廣泛應用于企業生產中的溫度測量根據實際使用要求來選擇不同型號的電阻。熱電偶一般由接頭處引出兩根導線連接顯示儀表，因其結構簡單往往被認為是“熱電偶兩根線接上即可”。其實并非如此熱電偶雖然簡單,但安裝起來卻不簡單。熱電偶感受溫度的部分是偶身的末端其末端一定要放置在所測量溫場的中心位置所以選購熱電偶時--定要根據所測量溫場的大小選擇合適長度的熱電偶,以免造成溫度測量的誤差。
熱電偶安裝連接的時候一定要注意其導線是分正負極的,如果接反會造成顯示結果錯誤溢出但往往接反了線在設備不運行升溫的情況下不容易看出,因為接反和接正線路在室溫情況下都會顯示是正常溫度要想檢查是否連接正確,最好是在安裝連接好熱電偶以后,稍微給設備加溫運行一-下根據儀表顯示是否正常做出判斷(若接反數字會慢慢減少出現負值溢出)。除了注意導線外若測量時冷端的(環境)溫度變化將嚴重影響測量的正確性。由于冷端溫度變化造成的影響在冷端采取一定措施補償這稱為熱電偶的冷端補償。熱電偶冷端補償計算方法從毫伏到溫度。測量冷端溫度換算為對應毫伏值與熱電偶的毫伏值相加換算出溫度。從溫度到毫伏。測量出實際溫度與冷端溫度分別換算為毫伏值相減后得出毫伏值,即得溫度。選用的補償導線應符合對應的熱電偶型號。熱電偶所接顯示儀表與熱電偶型號是一一對應的如果接錯了會造成顯示的溫度與實際溫度相差很遠給生產造成不必要的損失。
       熱電阻的接線與熱電偶不同熱電阻的接線不分正負極,它的接線方式主要有3種:兩線制、三線制、四線制。在熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信號的方式叫二線制，這種引線方法很簡單但由于連接導線必然存在引線電阻rr大小與導線的材質和長度的因素有關因此這種引線方式只適用于測量精度較低的情況。三線制是在熱電阻的一端引--根導線另外-端引出兩根導線。四線制就是電阻的兩端都各引出兩根導線。三線制和四線制都能很好的消除引線電阻的影響現在應用的是三線制。熱電阻也要與配套的顯示儀表一起使用顯示的儀表型號要與熱電阻型號對應否則也會出現實際溫度和顯示溫度誤差大的現象。
4熱電偶和熱電阻的檢定
       熱電偶和熱電阻都有相對應的檢定周期,當使用時間達到周期時,企業應當送交具有相對應資質的第三方檢定校準機構進行檢定校準經檢定合格或校準后結果達到使用要求的方可繼續使用。企業在使用中如若發現其工作不正常要及時予以更換新購買的熱電偶和熱電阻也要先經過檢定校準以后方可投入使用。如果企業有需求的話,可以自己向相關主管部門申請獲取檢定校準資質。熱電偶的檢定器具-般需要直流電位差計和標準熱電偶采用的是和標準熱電偶比對數值的方式檢定。熱電阻檢定器具需要直流電橋和標準熱電阻,也采用的是和標準比對數值的方式。
5熱電阻和熱電偶使用中需特別注意的方面
      熱電偶和熱電阻都是直接接觸被測量介質的測溫元件現代工業里很多介質都是高溫、高酸、高堿性的熱電偶和熱電阻難免會受到介質的腐蝕這就要求使用者必須經常觀察熱電偶或熱電阻的使用狀況發現其外形發生大的變化或測量數值出現大的波動時要立即拆除更換。為了增加熱電偶和熱電阻的使用壽命降低企業成本必須針對使用環境要求選擇合適的型號,使其使用溫度與被測量溫度范圍盡量吻合。例如S型熱電偶和K型熱電偶都可以使用在1000°左右但因為S型可以耐受更高的溫度則在10000使用S型熱電偶可以獲得更長的使用壽命。
6結語
      現在工業生產離不開溫度測量溫度的元件對于生產的重要性顯而易見。熱電偶和熱電阻作為應用普遍的測溫元件存在于生產的各種場所,因此企業的經營管理者更要對其使用情況充分掌握這關系到產品質量和生產安全。