热电偶温度计教学课件PPT.ppt

第四章 热电偶温度计 thermocouple thermometer,热电偶测温原理,常用热电偶的种类,常见问题分析,概述,概述,1）热电偶是应用最普遍、最广泛的温度测量元件。 2）既可用于流体温度测量也可用于固体温度测量，既可以检测静态温度也能测量动态温度。 3）在火电厂中，主蒸汽、过热器管壁与高温烟气等的温度都是采用热电偶测量的。,4）热电偶一般用于测量1001600范围内温度，用特殊材料制成的热电偶还可测更高或更低的温度； 5）热电偶将感受到的温度信号直接转换成电势信号输出，便于dcs测量、信号传输、自动记录和控制等。,一、热电偶测温原理,热电偶由两根不同材料的导体焊接或绞接而成。,将两种不同材料的导体组成一个闭合回路，如果两端接点的温度不同，回路中将产生电势，称为热电势。这个物理现象称为热电效应,热电效应,热电偶的补偿导线： 补偿导线作用的实质是热电偶的延长 在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错,注意： 补偿导线应该与热电偶配套使用； 连接时极性不可接错: 正极-红色（p）,负极-其它色（n）,补偿导线c、d 与热电偶a、b 配接，将热电偶的冷端由t0移到t0处。,补偿导线外形,a,b,屏蔽层,保护层,二、常用热电偶的种类,标准化热电偶： （1）铂铑10-铂（s）； （2）铂铑30-铂铑6 （b）； （3）铂铑13-铂 （r）； （4）镍铬-镍硅(镍铬-镍铝) （k）； （5）铜-铜镍(康铜) （t）； （6）镍铬-康铜（e）； （7）铁-康铜 （j）。,铂铑10-铂（s型）,偶丝直径：0.50.020 mm； 适用范围： 01100，11001600； 适用于氧化性气氛中测温;长期最高使用温度为1300,短期最高使用温度1600。 特点：复制性好、测量精度高；价格贵、热电势小,偶丝直径：0.3、0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.2 mm； 适用范围： 2001300 ； 特点：测温范围较宽、热电势较大、线性度好、价格适中。被广泛使用。,镍铬-镍硅（镍铝）（k型）,偶丝直径：0.3、0.5、0.8、1.2、1.6、2.0、3.2 mm； 适用范围：200900； 特点：输出的热电势大（常用热电偶中，每摄氏度对应的热电势最高）,镍铬康铜（e型）,3种热电偶的测温范围与热电势各有什么特点？,实际测量时，冷端t0为往往为环境温度。 如t020时，测得 eab(t，20)，要求 t？,eab(t，0) eab(t，20) eab(20，0),解：查表得ek(25，0)1mv, 则 ek (t，0) ek (t，25) ek (25，0) 18.537mv 查分度表求得 t =450.5 。 如果用ek(t，25)17.537mv直接查表，则得t=427 ，显然误差是很大的。,例：一支镍铬镍硅热电偶，在冷端温度为室温25时，测得热电势ek(t，25)17.537mv，试求热电偶所测的实际温度 t？,普通型热电偶 铠装热电偶（套管热电偶）,三、热电偶的结构形式,（1）普通型热电偶：,1-热电极; 2-绝缘管; 3-保护套管; 4-接线盒,普通装配型 热电偶的结构图,接线盒,引出线套管,固定螺纹 （出厂时用塑料包裹）,热电偶工作端（热端）,不锈钢保护管,热电极： 直径：贵金属一般为0.30.65mm； 贱金属一般为0.53.2mm。 长度：一般为3502000mm。,a点焊； b对焊； c绞状点焊,绝缘管：防止两根热电极短路。 低温下：橡胶、塑料 高温下：氧化铝、陶瓷等,a：无固定装置 b：带加强管且无固定装置 c：固定螺纹,d：固定法兰 e：活动法兰,保护套管：防止热电极遭受化学和机械损伤.,f：锥形固定螺纹 g：焊接固定锥形 h：900套管,普通式、防溅式、防水式、隔爆式和插座式,接线盒内有接线端子，可供热电极和补偿导线连接之用。,接线盒：,普通装配型 热电偶的外形,安装螺纹,安装法兰,隔爆型热电偶外形,厚壁保护管,压铸的接线盒,（2）铠装热电偶（套管热电偶）：,是由热电极、绝缘材料和金属套管三者组合 经拉伸加工而成的坚实组合体。,特点：动态响应快，机械强度高，耐高压、耐冲击。适用于狭小管道内的温度测量。,铠装型热电偶外形,法兰,铠装型热电偶可 长达上百米,铠装型热电偶横截面,四、热电偶常见问题分析,a热电偶的补偿导线接反。这主要是基建时出现的问题，负责接线的人员一时的粗心造成，属人为因数。当出现热电偶的补偿导线接反情况时，操作员控制站上的显示通常比实际值偏大或偏小（根据通道测量回路而定）。,四、热电偶常见问题分析,b热电偶的补偿导线绝缘层被磨破，造成信号回路接地。这主要是因为补偿导线较硬，而且在接线盒内又未被安放平整，处理故障时多次旋拧接线盒盖碰到补偿导线而将其磨破。此类故障反映在操作员控制站上其温度示值一般偏小。,四、热电偶常见问题分析,c接线盒内接线端子接触不良。因补偿导线和热电偶的导线都比较硬，所以现场检修时紧固接线比较困难，有时候开始把导线拧紧了但过段时间随着导线的变形又松了。此类故障反映在操作员控制站上的温度示值为无显示或显示值超量程。,四、热电偶常见问题分析,d补偿电阻故障。此类故障表现为热电偶接上后温度显示值缓慢上升或下降。,四、热电偶常见问题分析,e锅炉尾部烟道测量热电偶故障率较高。停机检修时将热电偶拆下发现热电偶的头部包括护套管被烟气冲刷后严重磨损，将护套管改由耐磨钢材料制成后，才消除了此类故障隐患。,四、热电偶常见问题分析,f热电势比实际值小。 原因： 热电偶接线盒内接线柱间短路。 补偿导线因绝缘烧坏而短路。 补偿导线与热电偶不匹配。 补偿导线与热电偶极性接反。 插入深度不够,四、热电偶常见问题分析,g热电势比实际大。 原因： 补偿导线与热电偶不匹配。 热电极变质 插入深