工业热电偶测温原理及故障分析
工业热电偶测温原理及故障分析
摘要：热电偶是一种非常重要的测温元件，具有较为广泛的测量范围，且应用原理相对简单，易于安装，已经在电力生产行业及其他各类工业领域中实现了规模化应用，然而其在实际应用阶段仍然存在诸多问题。下文将简要介绍工业热电偶的测温原理、种类及结构形式，同时结合工程实际，明确常见的工业热电偶故障问题及处理措施，让工业热电偶得以发挥实效。
关键词：工业热电偶测温原理故障分析结构形式
中图分类号： TH811文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2022）01（b）-0000-00
Temperature Measurement Principle and Fault Analysis of Industrial Thermocouple
ZHANG Lijun
（Beijing Guodian Electric Power Co.， Ltd. Shangwan Thermal Power Plant， Ordos， Inner Mongolia Autonomous Region， 017200 China）
Abstract： Thermocouple is a very important temperature measuring element， with a wide range of measurement， and the application principle is relatively simple， easy to install. It has been widely used in power industry and other industrial fields. However， there are still many problems in the practical application stage. The temperature measuring principle of industrial thermocouple will be briefly introduced below at the same time， combined with the engineering practice， clarify the common industrial thermocouple fault problems and treatment measures， so as to give full play to the actual effect of industrial thermocouple.
Key Words： Industrial thermocouple; Principle of temperature measurement; Failure analysis; Structural style
热电偶温度计的主要原理为热电效应，可以依据热电效应进行温度测量，其主要构成结构为热电偶、显示仪表及用于仪器连接的导线，如果测温系统发生了故障问题，则可以借助显示仪表的示值变化情况予以展现。若热电偶所输出的电势发生异常或无电势输出，则可能导致显示仪表中的示值温度不稳定，或表现出数值偏高偏低的问题。为此，要求化工仪表维修检验人员结合显示仪表中的实际示数确定相应的故障问题，分析故障原因，据此明确热电偶及补偿导线中所存在的故障问题，并实施充分检查，以修复设备。
1热电偶测温原理
作为一种十分常用的温度检测元件，热电偶具有如下优势：第一，其测量精度相对较高，可以与被测对象进行直接接触;第二，免受中间介质的影响;第三，其测量范围相对较广，通常可以在-50 ℃～+1600 ℃的温度区间内实现连续测量，甚至有部分具有特殊性能的热电偶的最低测量问题可以达到-269 ℃，最高则可以达到+2 800 ℃;第四，可以实现远距离信号传输的目标，实现对于所测区域内温度的集中检测，并进行自动化控制，与DCS系统进行充分配合;第五，可以对局部区域内的温度状态实施检测，其检测精度可以精确到“点”;第六，可以实现快速的动态响应，热电偶的结构稳定性较高，不会在测温过程中出现过为突出的热惯性，可以实现对于整体测量过程的动态化响应;第七，元件构造简单，便于使用。热电偶的主要构成结构为两种不同的金属丝，其构造形式十分简单，且无需受到大小及开头的限制，在其外部含有保护套管装置，使用相对便捷。
1.1热电偶测温基本原理
热电偶测温的基本原理为结合热电效应原理，可以针对两种不同类型的金属导体进行连接，使其得以形成统一的回路。若所连接的亮点温度不同，则可能在相应的测量回路中产生一定的电动势能，进而形成电流，也即发生了热效应。借助这一关系，可以精准测量出装置中的热电势值，以达到良好的生产线温度管控效果。通常而言，产生热电偶的热电势需要满足如下条件：首先，要求尽量确保测量介质的性能，使其得以充分满足热电偶的热电特性要求，同时，具备良好的导电性能;其次，要求针对热电偶参比端及测量端的温差进行充分管控，以维持一定的温度差。
1.2热电偶种类及结构形成
1.2.1热电偶种类
可以将常见的热电偶分成标准及非标准热电偶两种类型，标准热电偶是基于国家标准所制定的，可以充分规定热电势与温度的实际关系，达到良好的误差控制效果，同时，具备统一的标准分度表的热电偶装置，可以结合与其相配套的显示仪表进行综合使用。至于非标准化热电偶，其数量级和使用范围均存在一定限制，且难以达到标准化热电偶的标准，不具备统一化的分度表，主要在特殊场合测量中得以应用。
1.2.2热电偶的结构形式
为充分确保热电偶工作的稳定性，要求针对其结构进行如下设计：首先，要求尽量确保热电偶不同热电极焊接的牢固性;其次，为切实规避热电偶短路问题，要求确保两热电极的良好绝缘性能;第三，要求充分保障热电偶自由端及补偿导线连接的紧密性和可靠性;最后，针对热电极及各类有害介质实施充分隔离，以达到良好的套管保护效果[1]。