1、浅析热电偶选型与维护摘要：热电偶的使用须遵循多项技术规范，本文从多角度出发，全面分析了热电偶使用时选型、安装、维护等的相关问题。 关键词：热电偶，选型，安装，维护 Abstract：The use of the thermocouple must follow a number of technical specification， this article analysed the related problems about selection， installation， maintenance from multiple perspectives. Key words ： thermo
2、couple， selection， installation， maintenance 热电偶是一种重要的接触式温度传感器，其测量误差不仅取决于自身的物理性能，还与使用方法正确与否密切相关，在实际使用时，必须遵循多项技术规范，否则将会引起较大的测量误差，甚至使其远远超出允许的误差范围，而且还可能降低热电偶的使用寿命。所以，对于从事自动化仪表设计、安装及维护的专业技术人员而言，全面掌握热电偶的使用技术要求是非常必要的。 1、热电偶选型 1.1 分度号选择 热电偶分度号的选择主要针对使用条件，包括常用工作温度、最高工作温度及使用气氛（氧化、还原、中性）等因素。不同分度号的热电偶其可测温度范围不同
3、，这是选择分度号的主要依据。其次是使用气氛，使用气氛不对将加快热电偶电极劣化速度，如 B 型和 B 型适合于氧化性气氛，在真空中可短时使用，而不能用于还原气体中测温；K 型适合于氧化性和真空中性气氛；E 型适合于氧化性和弱还原性气氛；T 型适合于氧化还原及真空中性等气氛。实际中应综合考虑工作温度、上限温度和使用环境来确定热电偶分度号。 1.2 结构形式及参数选择 热电偶按结构形式不同可分为普通型、铠装型、高性能实体型和特种型。普通型热电偶应用最广，一般情况下都要选用这种热电偶。铠装型热电偶因具有可弯曲、直径小、适应性广、热容小、响应速度陕、使用寿命长以及可任意截取长度等优点而被广泛使用，尤其是
4、测温点深（如锅炉炉顶的一些温度点）或需弯曲的场所。选型时主要考虑保护管材质、直径及长度等参数。高性能实体型热电偶兼有普通型和铠装型的优点，耐高温、响应快、寿命长，它的使用温度比同类型普通装热电偶高 100，响应速度比普通型快 68 倍。选用时应综合考虑，尤其是性价比。特种型热电偶应用于一些特殊场合，如一次性测量钢水温度的快速微型热电偶等。 1.3 插入深度选择 为了解决由热传导引起的误差，必须保证热电偶有足够的插入深度，插入深度至少应为保护管直径的 810 倍。一般而言，对于金属保护套管，因其导热性能好，插入深度应该深一些（应为其直径的 1520 倍） ；而对于非金属保护套管，如陶瓷材料，因其
5、绝热性能好，可插入浅一些（可为其直径的 1015 倍） 。对于实际工程测温，其插入深度还应考虑被测介质的静止或流动状态，如果是流动的液体或气体，可以不受上述条件限制，插入深度可适当浅一些，具体数值由实际情况分析确定。 2、热电偶安装 2.1 安装位置 热电偶安装位置的选择是一般而言应把握以下几点： 热电偶应安装在温度较均匀且能代表欲测工作温度的地方；热电偶不应装在离加热源或门太近的地方；热电偶的安装应尽可能避开强电场和强磁场，应远离仪表电源及动力电缆或采取相应的屏蔽措施；应使热电偶热端与被测介质充分接触，不能装在被测介质很少流动的区域内（对流动介质而言） ，测量固体温度时，必须使热电偶热端与被
6、测物体表面紧密接触，并尽可能减小接触点附近的温度梯度，以减小导热误差；热电偶冷端尽量避免温度过高（一般不应超过 1O0） 。 2.2 安装方式 热电偶安装方式有水平、垂直和倾斜三种。水平安装的热电偶较易附着灰分和氧化物，如果长时间运行而未及时清理，则会引起测量滞后并使示值偏低、动态性能变差；垂直安装的热电偶表面粘积物要比水平安装少的多，故测量准确度较高。测量管道中流体温度时，应使热电偶的热端处于管道中流速最大处。如为小直径管道，最好使热电偶逆着流速方向倾斜安装，倾斜角 45。为最佳，且在条件允许的情况下，应尽量安装在管道的弯曲处；如为大直径管道，热电偶应垂直安装，以防保护管在高温下变形，且保护
7、套管末端应越过管道中心线约 5lOmm。测量小体积容器或箱体内温度时，保护套管末端应尽可能靠近其中心位置，如果采用水平安装，则露出部分应采用耐热金属支架支撑，如条件允许，在使用一段时间之后，可将热电偶旋转 180o，以避免因高温变形而缩短使用寿命。对于炉膛温度测量，保护套管和炉壁孔问的空隙用石棉绳或耐火泥等绝热材料密封，以免因炉内、外空气对流而影响测量精度。热电偶应安装在有保护层的管道内，以防止热量散失。安装在负压管道中时，必须保证测量处的密封性，以防止外界冷空气进入，使读数偏低。 热电偶的接线盒面盖应向上，入线口应向下，以避免雨水或灰尘进入接线盒，影响测量精度。 2.3 电极绝缘问题 除热端
8、接点外，电极的其它部分应严格绝缘，如果绝缘不好或短路，将会引起测量误差甚至不能测量。安装和使用时，应检查热电偶两电极问的绝缘材料（如普通型的陶瓷管）是否完好。 2.4 与补偿导线的连接 热电偶与补偿导线的连接应注意以下几点：补偿导线型号与热电偶的分度号必须对应，绝不能用错；补偿导线与热电偶的两连接点的温度应相同，且不得超过规定的使用温度（普通型小于 100，耐热型小于 200 ） ；补偿导线和热电偶都有正负极之分（可根据电极硬度、电极颜色或绝缘层颜色来区分） ，连接时极性不能接反，否则将产生反补，使测量误差大大增加。 2.5 热阻抗的影响 热电偶因保护套管外表面附着灰分和氧化物产生的热阻抗不仅
9、会增加热电偶的响应时间，使其反应滞后，同时还会使示值偏低，必须重点考虑，尤其是水 平安装的热电偶。在使用过程中，应根据环境状况定期检查并清理，以保持热电偶保护管外部的清洁。 2.6 热电特性变化的影响 热电偶经长期使用后，热电极会出现被腐蚀、氧化或晶格不均匀等现象，这将导致其热电特性发生变化，如变化显著，则会严重影响其示值准确性。解决这一问题的主要办法就是保护好热电偶接线盒，使接线盒的出线口和盖子都由橡胶垫片进行密封，防止丢失和损坏，这将会有效减缓热电特性发生变化的速度。 3、热电偶的维护 维护必须由两人以上作业，进行作业需经工艺人员认可.并采取相应的安全措施。不得带压拆卸热电偶保护套管。检查接线盒是否盖好，保护管、软管及管线是否破损断裂，连接处是否松动，检查热电偶紧固件是否松动或损坏，拧紧或更换紧固件。清除热电偶套管内外灰尘、油污等杂物。用于高温承压的保护套管应进行探伤检查。每周进行一次热电偶外部清洁工作。
