【摘要】隨著工業(yè)熱電偶自動(dòng)系統(tǒng)的普及，熱電偶的檢定過程也隨之簡(jiǎn)單，但在使用熱電偶自動(dòng)系統(tǒng)的過程中，會(huì)遇到與人工檢定熱電偶過程中不同的問題，本文通過歸納，總結(jié)了熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中的普遍問題，為檢定者提供解決問題的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】熱電偶；自動(dòng)檢測(cè)；加熱爐；檢定結(jié)果

熱電偶是常用的測(cè)溫元件，在檢測(cè)過程中，因?yàn)椴煌饘賹?duì)于溫度所產(chǎn)生的不同形變，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，再經(jīng)過儀表轉(zhuǎn)換成溫度信息，最終讓工作者得到溫度的值，屬于工業(yè)中常用的溫度測(cè)量?jī)x表。作為一個(gè)常規(guī)的溫度檢測(cè)裝置，熱電偶也需要定期檢定，一般檢定周期為半年。在傳統(tǒng)的檢定過程中，檢定人員將標(biāo)準(zhǔn)電偶和被檢電偶連接起來，手動(dòng)調(diào)整電位差計(jì)給上述兩者的熱電勢(shì)，然后將檢定數(shù)據(jù)填入相應(yīng)的表格，進(jìn)行計(jì)算，最終得到被檢電偶的真實(shí)值。這種傳統(tǒng)的檢定過程，繁冗、復(fù)雜、用時(shí)長(zhǎng)，且精確度低，經(jīng)常性的產(chǎn)生人為誤差。

當(dāng)前，新興的熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用避免了以上人工檢測(cè)的諸多問題，使熱電偶檢測(cè)過程過程更標(biāo)準(zhǔn)、更規(guī)范、更智能。但在操作中仍有部分問題出現(xiàn)，造成熱電偶的檢定結(jié)果的偏差，我們提煉這些情況，找出問題出現(xiàn)的情況及原因，來提高熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的檢定能力。

一、工業(yè)熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是用雙極比較法進(jìn)行熱電偶檢定，將被檢熱電偶與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶捆綁在一起放入加熱爐內(nèi)，將它們的冷端放入到冰槽內(nèi)，當(dāng)加熱爐的溫度達(dá)到第一個(gè)檢定點(diǎn)時(shí)，計(jì)算機(jī)通過感應(yīng)裝置和標(biāo)準(zhǔn)偶判斷加熱爐爐溫是否已達(dá)到檢定要求，其中加熱的檢定點(diǎn)溫度偏差不超過±2℃，檢定過程中加熱爐爐溫變化不超過0.2℃，如果爐溫不夠穩(wěn)定，則繼續(xù)保溫。當(dāng)爐溫穩(wěn)定，則自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)開始檢定，計(jì)算機(jī)依次讀取冷端電阻阻值、以及各熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)，并送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理、轉(zhuǎn)換，保存在計(jì)算機(jī)中。第一個(gè)檢定點(diǎn)檢定完畢后，繼續(xù)升溫，又重復(fù)上述3、4步，直到所有檢定點(diǎn)檢定完畢。將測(cè)得數(shù)據(jù)傳回到電腦處理器，通過系統(tǒng)自動(dòng)算出熱電偶的值。如果冷端并沒有放到冰槽里，而是放在室內(nèi)，等同于室溫，則自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中有一根感應(yīng)器測(cè)出室溫，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，計(jì)算后得出熱電偶的真實(shí)值。

二、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中常見的問題及原因分析

1、在啟動(dòng)熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)之后，軟件參考端顯示零或者表示參考端異常，或者啟動(dòng)后爐溫不升，系統(tǒng)檢測(cè)一直處于溫度負(fù)偏差。

這種情況多是硬件連接的問題，掃描器與計(jì)算機(jī)的通訊、通訊設(shè)備發(fā)生問題、掃描器連接線出現(xiàn)故障、或者是加熱爐的問題，在解決這種問題時(shí)，首先讓系統(tǒng)自行進(jìn)行掃描器通訊的測(cè)試，在軟件測(cè)試發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，對(duì)掃描器、連接線及通訊設(shè)備依次進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)無誤后，再檢查加熱爐的電源是否打開，判斷加熱爐是否損壞，判斷時(shí)將加熱爐供電電源斷開，用萬用表測(cè)量加熱爐電阻，一般為20歐姆左右，如果沒有20歐姆左右，說明加熱爐燒壞，如果上述問題都正常，就打開掃描控制器上蓋，檢查20A保險(xiǎn)是否正常。

2、熱電偶檢定時(shí)，加熱爐溫度上不去或長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)無法穩(wěn)定到規(guī)定的指標(biāo)、或者發(fā)生數(shù)表跳字、恒溫段功率曲線呈現(xiàn)忽大忽小的大幅度跳動(dòng)現(xiàn)象。

（1）檢查軟件問題，在PID參數(shù)被修改后，系統(tǒng)軟件無法達(dá)到平衡狀態(tài)，因此，首先要檢查PID參數(shù)是否被修改。

（2）檢查加熱爐是否存在漏電現(xiàn)象，導(dǎo)致溫度不穩(wěn)定。在加熱爐爐溫到達(dá)1000℃附近時(shí)，控溫30分鐘，檢測(cè)放入加熱爐中的各熱電偶參考端與保護(hù)接地線之間的交流電壓，此數(shù)值不應(yīng)超過100V。如超過，應(yīng)檢查加熱爐的外殼是否已接地。如果外殼確已接地，電壓超過100V，而且在控溫過程中數(shù)字表中數(shù)字出現(xiàn)明顯的隨機(jī)跳動(dòng)，則說明加熱爐在高溫情況下漏電嚴(yán)重，不能適用于檢定系統(tǒng)。

（3）附近高頻設(shè)備或大型設(shè)備的使用，也會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)跳字、溫度難以控穩(wěn)的現(xiàn)象，此時(shí)可對(duì)數(shù)字表進(jìn)行屏蔽，或停止設(shè)備的使用。

（4）電源接觸不良。在較高的檢定下，因功率較大，線路產(chǎn)生的平均電流較大，因此會(huì)導(dǎo)致接點(diǎn)發(fā)熱、打火的現(xiàn)象，此時(shí)會(huì)大大影響系統(tǒng)對(duì)于輸入加熱爐實(shí)際功率的準(zhǔn)確度，使?fàn)t內(nèi)溫度出現(xiàn)頻繁不正常波動(dòng)，在工作界面會(huì)看到功率曲線的上下浮動(dòng)。出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象就表示加熱爐的電源有接觸不良的情況，需仔細(xì)檢查加熱爐的整個(gè)供電回路，包括開關(guān)、接線處及可能發(fā)生松動(dòng)的地方，將其重新連接。

3、檢測(cè)完畢后，熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)值產(chǎn)生偏大或偏小的情況。

這種情況多是因?yàn)闊犭娕甲陨淼膯栴}引起的。

（1）熱電偶絲發(fā)生形變。熱電偶絲發(fā)生彎曲、扭折等變形會(huì)在熱電偶絲中引入應(yīng)力，導(dǎo)致材料的熱電特性發(fā)生改變。對(duì)于某些熱電偶，它們的熱電極很細(xì)而且極軟，容易發(fā)生變形，變形熱電偶測(cè)量時(shí)，結(jié)果會(huì)有偏差。所以，檢定前需要檢查電偶絲的情況，把其拉直。

（2）熱電極發(fā)生污染現(xiàn)象。如果熱電偶絲的表面不光亮，或者已經(jīng)發(fā)暗變黑，則表明熱電偶絲表面已經(jīng)發(fā)生污染現(xiàn)象，已經(jīng)嚴(yán)重氧化，因此在檢定初期，要對(duì)熱電偶絲進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)污染，就需要進(jìn)行清洗，消除污染。

（3）熱電偶插入深度不合理。在對(duì)工業(yè)用熱電偶的檢定規(guī)程中對(duì)熱電偶插入加熱爐深度有嚴(yán)格規(guī)定，即熱電偶的測(cè)量端位置應(yīng)在檢定爐最高溫區(qū)內(nèi)，一般為加熱爐的中間位置內(nèi)，在反復(fù)的操作過程中，熱電偶的位置會(huì)發(fā)生移動(dòng)，插入深度過深或過淺，加熱爐兩端未用高鋁棉進(jìn)行封堵，導(dǎo)致熱量流失，都會(huì)導(dǎo)致檢定結(jié)果的偏差，因此，在檢定過程中，要檢查熱電偶絲的位置，并檢查加熱爐的保溫情況。

（4）熱電偶參考端溫度較高。在檢定開始前，我們將需將參考端置于0℃恒溫器內(nèi)，使得參考端溫度為零，但有時(shí)，雖然從被檢熱電偶的參考端接入了補(bǔ)償導(dǎo)線，但該線并沒有直接放入到恒溫器的內(nèi)部，而是在靠近端口處，因此補(bǔ)償導(dǎo)線溫度看似0℃，但實(shí)際卻高于0℃，更接近室溫。此外在一些檢測(cè)室所使用的冰點(diǎn)器玻璃試管太粗，參考端溫度高于零度。熱電偶檢定時(shí)間較長(zhǎng)，參考端溫度必然發(fā)生變化，會(huì)隨著環(huán)境溫度逐漸升高，這時(shí)，可以重新調(diào)整參考端溫度，配置新的冰水混合物，將參考端重新置于零點(diǎn)。此外，利用軟件的自動(dòng)補(bǔ)償方式，讓軟件隨時(shí)判斷參考端溫度，軟件將自行進(jìn)行溫度補(bǔ)償計(jì)算，最終得到真實(shí)值。

三、總結(jié)

在工業(yè)用熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，檢定者需要對(duì)于軟件的應(yīng)用及硬件的連接十分熟練，對(duì)于檢定過程中各種發(fā)生的情況和現(xiàn)象，通過多次反復(fù)的排查對(duì)比，進(jìn)行合理分析，最終得到熱電偶的真實(shí)情況。隨著工業(yè)的發(fā)展，熱電偶自動(dòng)檢定系統(tǒng)的開發(fā)與研制也將進(jìn)一步升級(jí)，最終達(dá)到控制自動(dòng)化、檢定簡(jiǎn)潔化、結(jié)果精準(zhǔn)化的檢定水準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

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