本文通過工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)十種錯(cuò)誤使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線案例分析,與大家分享熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線正確使用方法、使用注意事項(xiàng)、熱電偶測(cè)量回路故障判斷及處理方法。

熱電偶是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用廣泛的溫度傳感器,熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線和顯示儀表、PLC系統(tǒng)或DCS系統(tǒng)構(gòu)成熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)。熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線是在一定溫度范圍內(nèi)與所匹配的熱電偶有相同熱電勢(shì)標(biāo)稱值的導(dǎo)線,其作用是延長(zhǎng)熱電極(即移動(dòng)熱電偶參考端),并節(jié)省高成本的熱電偶材料。熱電偶回路中使用補(bǔ)償導(dǎo)線后熱電偶電勢(shì)值僅與測(cè)量端溫度和補(bǔ)償導(dǎo)線與儀表連接處溫度有關(guān)系,


以下是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常見的十種錯(cuò)誤使用補(bǔ)償導(dǎo)線案例,希望大家在看完案例分析后會(huì)有所收獲。

使用普通電線做熱電偶信號(hào)線,未使用補(bǔ)償導(dǎo)線

某企業(yè)的熱電偶信號(hào)直接由兩芯銅電纜連接到控制室顯示儀表,使用中頻繁出現(xiàn)溫度不可控,工件不合格等問題。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)排查,問題原因?yàn)闇囟绕钏?,而溫度測(cè)量不準(zhǔn)確是因?yàn)闊犭娕紲y(cè)溫系統(tǒng)未按要求使用補(bǔ)償導(dǎo)線。

根據(jù)熱電偶測(cè)溫原理可知,熱電偶回路的熱電勢(shì)與測(cè)量溫度和熱電偶參考端溫度有關(guān),臨近熱源的熱電偶參考端溫度(指熱電偶接線盒處溫度)隨環(huán)境溫度變化而有大變化,不能恒定。在熱電偶參考端溫度波動(dòng)情況下,使用補(bǔ)償導(dǎo)線將參考端延長(zhǎng)到溫度較穩(wěn)定的環(huán)境或遠(yuǎn)離熱源的環(huán)境來補(bǔ)償熱電偶參考端溫度變化所產(chǎn)生的誤差。

普通電線能傳送熱電偶測(cè)溫時(shí)產(chǎn)生的mV信號(hào),但不能補(bǔ)償將熱電偶參考端溫度延長(zhǎng)到儀表控制室,從而導(dǎo)致熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)出現(xiàn)溫度補(bǔ)償不準(zhǔn)確。

正確方法:熱電偶信號(hào)傳送必須使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線,禁止用普通電纜替代補(bǔ)償導(dǎo)線。

 

不同分度號(hào)熱電偶和熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線混用,引入測(cè)量誤差

某單位使用S 型熱電偶測(cè)量加熱爐溫度,工作人員知道熱電偶必須使用補(bǔ)償導(dǎo)線,便用庫(kù)存K型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線將鉑銠10-鉑熱電偶信號(hào)連接到顯示儀表,使用中發(fā)現(xiàn)實(shí)際爐溫與測(cè)量值偏差很大,后將補(bǔ)償導(dǎo)線更換為SC后測(cè)溫恢復(fù)正常。

按照國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局規(guī)定,熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電勢(shì)及允許誤差應(yīng)符合JJG351-1996工作用廉金屬熱電偶檢定規(guī)程及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,不同分度號(hào)對(duì)應(yīng)的熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線在同一環(huán)境溫度下的所產(chǎn)生的熱電勢(shì)不同,將不同分度號(hào)熱電偶與熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線混用,必然給熱電偶測(cè)量系統(tǒng)引入熱電偶參考端溫度補(bǔ)償誤差。

正確方法:各種熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線必須與對(duì)應(yīng)分度號(hào)的熱電偶配用。

 

熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線絕緣層破損

在熱電偶接線和安裝使用過程中,偶爾會(huì)出現(xiàn)熱電偶接線和補(bǔ)償導(dǎo)線的絕緣層磨損,故障現(xiàn)象表現(xiàn)為顯示儀表或DCS系統(tǒng)溫度顯示值一般偏小,或顯示值波動(dòng)。

正確方法:尋找補(bǔ)償導(dǎo)線絕緣層破損點(diǎn),重新進(jìn)行絕緣處理,恢復(fù)儀表正常顯示值。

熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線正負(fù)極性接反,引入測(cè)量誤差

某工廠在更換設(shè)備熱電偶后出現(xiàn)溫度測(cè)量值與實(shí)際溫度有較大偏差,有時(shí)高有時(shí)低。仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線極性正負(fù)接反,按照極性調(diào)整補(bǔ)償導(dǎo)線接線后故障消除。

熱電偶和熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線都有正負(fù)極之分,補(bǔ)償導(dǎo)線極性反接時(shí)儀表顯示值變化很大:

1)補(bǔ)償導(dǎo)線極性反接后,當(dāng)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接處溫度高于控制室溫度時(shí),儀表顯示溫度低于實(shí)際測(cè)量溫度。

2)補(bǔ)償導(dǎo)線極性反接后,當(dāng)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接處溫度低于控制室溫度時(shí),儀表顯示溫度高于實(shí)際測(cè)量溫度。

3)補(bǔ)償導(dǎo)線極性反接后,當(dāng)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接處溫度與控制室溫度相同時(shí),儀表顯示溫度與實(shí)際溫度相同。

不同型號(hào)熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線正極絕緣層顏色均為紅色層,負(fù)極顏色不同,可根據(jù)絕緣層顏色區(qū)分補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)。

正確方法:正確區(qū)分熱電偶及熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線正負(fù)極,極性不能反接。

 

熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線與接線端子接觸不良

熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線比較硬且線徑小,導(dǎo)線與接線端子間在接線或使用過程中容易出現(xiàn)接觸不良,此類故障現(xiàn)象反映為儀表或DCS系統(tǒng)無顯示值或顯示值超量程。

正確方法:緊固接線端子,消除接觸不良故障,恢復(fù)儀表正常測(cè)量顯示。

 

熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接點(diǎn)溫度超過規(guī)定的使用范圍

普通熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線使用溫度在0~100℃;耐高溫補(bǔ)償導(dǎo)線使用溫度在0~200℃。比如R 型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線RcS型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線Sc均為補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線,在各類補(bǔ)償導(dǎo)線中準(zhǔn)確度最低,在0~60℃環(huán)境中使用誤差較小,在0~150℃環(huán)境中使用有較大負(fù)誤差。

正確方法:一般補(bǔ)償型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線使用環(huán)境溫度不超過100℃,高溫型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線使用可達(dá)200℃。

 

熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線中間有接頭,接頭處接觸不良

在熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線生產(chǎn)過程中,單位長(zhǎng)度內(nèi)接頭數(shù)量對(duì)于生產(chǎn)商而言有相關(guān)的國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)約束,生產(chǎn)商會(huì)做相應(yīng)處理。在長(zhǎng)距離敷設(shè)補(bǔ)償導(dǎo)線中長(zhǎng)度不夠需要接線時(shí),常見施工人員將補(bǔ)償導(dǎo)線接頭處擰在一起做絕緣處理后就投入使用,使用一段時(shí)間后出現(xiàn)測(cè)量不準(zhǔn),誤差增加。

正確方法:如需要延長(zhǎng)補(bǔ)償導(dǎo)線長(zhǎng)度,應(yīng)將同型號(hào)補(bǔ)償導(dǎo)線相同極性線相連接,連接牢固可靠并進(jìn)行焊接,做絕緣處理后投入使用。

 

補(bǔ)償導(dǎo)線與動(dòng)力電纜平行敷設(shè),信號(hào)被干擾

某企業(yè)在施工過程中將熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線與電氣動(dòng)力平行敷設(shè)在同一電纜橋架中,系統(tǒng)投入使用后出現(xiàn)DCS系統(tǒng)顯示熱電偶溫度忽高忽低,經(jīng)反復(fù)檢查確認(rèn)為熱電偶測(cè)量信號(hào)被動(dòng)力線路干擾,由此引起溫度測(cè)量誤差最高達(dá)一百多度。

正確方法:施工過程中熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線與動(dòng)力電纜同向敷設(shè),將電力橋架與儀表信號(hào)橋架分別敷設(shè),并采用屏蔽型補(bǔ)償導(dǎo)線。如避免不了補(bǔ)償導(dǎo)線與動(dòng)力電纜在同一橋架,橋架內(nèi)部應(yīng)設(shè)置屏蔽隔板或交叉敷設(shè),最大程度降低熱電偶信號(hào)被干擾機(jī)率。

 

長(zhǎng)距離使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線,因信號(hào)衰減和干擾引入測(cè)量誤差

熱電偶測(cè)溫時(shí)產(chǎn)生的電勢(shì)值為mV 信號(hào),因補(bǔ)償導(dǎo)線用長(zhǎng)度增加出現(xiàn)信號(hào)衰減和現(xiàn)場(chǎng)磁電干擾耦合,使儀表或DCS系統(tǒng)溫度顯示值波動(dòng)。

正確方法:

1)需要長(zhǎng)距離敷設(shè)補(bǔ)償導(dǎo)線,補(bǔ)償導(dǎo)線線徑應(yīng)不低于Φ1.5mm2,減少mV信號(hào)衰減。

2)選用屏蔽型補(bǔ)償導(dǎo)線,并將屏蔽層按規(guī)范接地(必須讓屏蔽層在補(bǔ)償導(dǎo)線一端接地,接地并入儀表信號(hào)接地網(wǎng),禁止將接地并入工廠電氣接地網(wǎng)),避免因屏蔽層接地不正確而引入測(cè)量誤差。

3)使用溫度變送器,就地將熱電偶信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-20mA信號(hào)傳輸,提高信號(hào)抗干擾能力。

 

熱電偶選配熱電偶溫度變送器后,不需要補(bǔ)償導(dǎo)線?

熱電偶溫度變送器通常安裝在熱電偶接線盒內(nèi)和控制柜內(nèi),這是兩種不同結(jié)構(gòu)的溫度變送器:

1)溫度變送器安裝在熱電偶接線盒內(nèi)構(gòu)成一體化熱電偶溫度變送器,熱電偶偶絲直接接到溫度變送器輸入端上,輸出為二線制4~20mA信號(hào),變送器與顯示儀表或DCS系統(tǒng)直接用雙絞線或兩芯屏蔽電纜連接,不使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線。

2 如果溫度變送器安裝在控制柜內(nèi),熱電偶與溫度變送器之間連接必須使用補(bǔ)償導(dǎo)線,變送器與顯示儀表或DCS系統(tǒng)直接用雙絞線或兩芯屏蔽電纜連接,不使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線。

正確方法:熱電偶溫度變送是否使用補(bǔ)償導(dǎo)線必須按實(shí)際應(yīng)用來確定。

 

正確使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線,相關(guān)從業(yè)人員需要了解熱電偶工作原理和補(bǔ)償導(dǎo)線工作原理,更要有強(qiáng)烈責(zé)任感和認(rèn)真踏實(shí)的工作態(tài)度,這樣才能避免上面所述錯(cuò)誤發(fā)生,從而保證熱電偶精確。


 

熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線護(hù)套顏色

補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)

配套熱電偶

絕緣層顏色

熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線護(hù)套顏色

一般用

耐熱用

正極

負(fù)極

普通級(jí)

精密級(jí)

普通級(jí)

精密級(jí)

RC

R型熱電偶

SC

S型熱電偶

KCA

K型熱電偶

藍(lán)

KCB

K型熱電偶

藍(lán)

KX

K型熱電偶

NC

N型熱電偶

NX

N型熱電偶

EX

E型熱電偶

JX

J型熱電偶

TX

T型熱電偶