熱(re)電偶(ou)是工業現場(chang)廣泛使(shi)用的溫(wen)度傳感器(qi),熱電偶、補(bu)償導線和(he)顯示控製儀器,PLC係(xi)統或DCS係統(tong)構成(cheng)熱電偶測溫係統(如圖(tu)1所(suo)示)
圖1:熱電偶測溫係統示(shi)意(yi)圖
熱電偶補償導線是在一定溫度範圍內與所匹(pi)配的熱電偶有相同熱電勢標稱(cheng)值的導線。以下是工業(ye)現場常(chang)見(jian)的(de)十種錯誤使用補償導線案例(li),希望大家在看完(wan)案例分(fen)析後會有所收獲。
1.用(yong)普(pu)通(tong)電線做熱電偶信(xin)號線,不用補償導線
根據熱電偶溫度測量原(yuan)理,熱電偶電路的熱電勢與測量溫度和熱電偶參考(kao)端溫度有關。安(an)裝在(zai)使用現場的熱電偶參考端溫度(du)(指(zhi)熱電偶接線盒(he)的溫度)隨環境(jing)溫度的變化而變(bian)化(hua),不能恒定(ding)。在熱電偶參考端溫度波(bo)動(dong)的情況下,利用補償線將參(can)考端(duan)延長(zhang)到溫度穩(wen)定或遠離(li)熱源的環(huan)境,以補償(chang)熱電偶參考端溫度變化引起的誤差(cha)。
普通電線可以傳(chuan)輸熱電偶測(ce)溫產生的mV但(dan)不能補償將熱電偶參考端溫度延長到儀(yi)表(biao)控製室,導(dao)致熱電偶測溫係統溫度補償不(bu)準確(que)。
正確方法:熱電偶信號傳輸必(bi)須使用熱電偶補償導線,禁止用電纜代替補償導線。
2、 不同分度號的熱電偶和熱電偶補償導線混合,引入測量誤差
單位使用S型熱電偶測量(liang)爐溫度,工作人員(yuan)知道(dao)熱電偶必須使用補償線,然後(hou)使用庫存K型熱電偶補償線將鉑銠10-鉑熱電偶信號連(lian)接到顯示儀器(如(ru)圖2所示),發現實際(ji)爐溫度和測量值(zhi)偏差較大,更換(huan)補償線SC後測溫恢複(fu)正常。
根(gen)據國家質(zhi)量技術監督局的規定,熱電偶補償導線的熱電勢和允(yun)許誤差應符合(he)要求JJG 351工作用廉金屬(shu)熱電偶驗證程序(xu)及相關標準,不同程度對應(ying)的熱電偶補償導線在相同環境溫度下產(chan)生(sheng)不同的熱電勢(shi),不同(tong)程度的熱電偶和熱電偶補償導線混合,不可避免地引(yin)入熱電偶參考端溫度補償誤差。
正(zheng)確的方法:各種熱電偶補償導線必須(xu)與相應的熱電偶配合。
圖2:熱電偶與(yu)補償導線不匹配
3、 熱電偶補償導線絕緣層損(sun)壞
在熱電偶接線和安裝過程中,熱電偶接線盒出(chu)口和補償導線其他(ta)部(bu)位(wei)的絕(jue)緣層偶爾磨(mo)損。故障表現為顯示儀器或(huo)DCS係統溫度顯(xian)示值一般較小。
正確方法:尋找補償導線絕緣(yuan)層(ceng)損傷點(dian),重(zhong)新絕緣,恢複儀器正常顯示值。
熱電偶和熱電偶補償導線可分為(wei)正極和負極當補償導線極(ji)性反接(jie)時,儀表顯示值變化很大:
補償導線型號 配套熱電偶 絕緣層顏色 熱電偶補償導線護套顏色 一般用 耐熱用 正極 負極 普通級 精密級 普通級 精密級 RC R型 紅 綠 黑 灰 黑 黃 SC S型 紅 綠 黑 灰 黑 黃 KCA K型 紅 藍 黑 灰 黑 黃 KCB K型 紅 藍 黑 灰 黑 黃 KX K型 紅 黑 黑 灰 黑 黃 NC N型 紅 灰 黑 灰 黑 黃 NX N型 紅 灰 黑 灰 黑 黃 EX E型 紅 棕 黑 灰 黑 黃 JX J型 紅 紫 黑 灰 黑 黃 TX T型 紅 白 黑 灰 黑 黃5.熱電偶補償導線與接線端子接觸不良
熱電偶補償導線比(bi)較硬,導線和端子在接線或使用過程(cheng)中容易(yi)接觸不良。這種(zhong)故障反映在儀器或DCS係統無顯示值或顯示值過量範(fan)圍。
處理方(fang)法:擰緊(jin)接線端子,消除(chu)不良(liang)接觸(chu)故障,正常測量顯示回複儀器。
6.熱電偶與補償導線連接點的溫度超過規(gui)定的使用範圍
普通熱電偶補償導線的使用溫度為0-100℃;耐高(gao)溫補償導線的使用溫度為0-200℃。例如,R型熱電偶補償導線Rc和S型熱電偶補償導線Sc均為補償導線,各類補償導線精(jing)度較(jiao)低(di),0-60℃0-150℃負誤差較大(da)。
正確方法(fa):一般補償型(xing)熱電偶補償導線使用環境溫度不超過100℃,高溫熱電偶補償導線可達2000℃
7.熱電偶補償導線中間有接頭,接頭接觸不良
在熱電偶補償導線的生產過(guo)程中(zhong),單位長度內接頭的數(shu)量受國家(jia)相關質量標(biao)準的家數量標準的限製,製造商將進(jin)行相(xiang)應的處(chu)理。補償導線長度不足需要接線。常見施(shi)工人員將補償導線接頭(tou)擰(ning)在一起(qi)進行絕緣處理後投入(ru)使用。使用一段時(shi)間後,測量不準確,誤(wu)差增加。
正確方法:如需延長補償導線長度,應連接相同型號的補償導線,連接牢(lao)固可靠(kao),焊接,絕緣後投入使用。
圖3:熱電偶補償導線接頭
8.補償導線與電力電纜平行(xing)敷設,信號 擾(rao)
在施工過程中,企業將熱電偶補償導線與電力平行敷(fu)設在同一電纜橋(qiao)架(jia)上,係統投入使用後出現DCS係統顯示熱電偶溫度突(tu)然高低,經(jing)反複檢查確認熱電偶測量信號(hao)受到(dao)動力線路幹擾,導致(zhi)溫度測量誤差超過100度。
正確方法:施工(gong)過程中,熱電偶補償導線與電力電纜同向敷設,電力(li)橋與儀表信號橋分別(bie)敷設(she),采用屏(ping)蔽補償導線。如果補償導線和電力電纜(lan)不可避免地在同一橋架上(shang),則應在橋架內設置屏蔽隔板或交(jiao)叉敷設,以較大限度地減(jian)少熱電偶信號 擾機(ji)率。
9.由於信號衰減和幹擾引起的測量誤差,長距(ju)離使用熱電偶補償導線
熱電偶測溫時產生的電勢值為mV由於(yu)補償導線的長度增加,信號衰減和現(xian)場磁電幹擾耦合DCS係統溫度顯示值波動。
處理方法:
(1)補償導線需(xu)要長距離敷設,補償導線直(zhi)徑不得低於Φ1.5mm2,減少(shao)mV信號衰減。
(2)選(xuan)擇(ze)屏蔽(bi)補償導線,並(bing)按規範接地屏蔽層(必須使屏蔽層在補償導線一(yi)端接地,並將其納入儀表信號接地網,禁止將接地(di)納(na)入工廠(chang)電氣接地網),避免因(yin)屏蔽層接地不正確而造成測量誤差。
(3)使用溫度變送(song)器將地熱電偶信號轉換為4-20mA信號傳輸(shu),提高信號抗幹擾能(neng)力。
10.熱電偶選擇熱電偶溫度變送器後,無需補償導線?
熱電偶溫度變送器通常安裝在熱電偶接線盒和控製櫃(gui)中,這是兩種不同結構(gou)的溫度變送器:
(1)溫度變送器安裝在熱電偶接線盒中,形(xing)成一個集成的熱電偶溫度變送器。熱電偶絲(si)直接連接到溫度變送器的輸入端,輸出為二線係統4-20mA信號、變送器和顯示儀器DCS係統直接用雙絞線或兩芯(xin)屏蔽電纜連接,無熱電偶補償導線。
圖4:綜合溫度變送器不使用補償導線
(2) 如果溫度變送器安裝在控製櫃內,則必須使用補償導線連接熱電偶和溫度變送器DCS係統直接用雙絞(jiao)線或兩芯屏蔽電纜連接,無(wu)熱電偶補償導線。
正確的方法必須根據實(shi)際應用確定熱電偶溫度變送是否使用補償導線。
圖5:補償導線必須用於連接熱電偶和導軌溫度變送器
正確使用熱電偶補償導線,相關從(cong)業人員需要(yao)了解熱電偶的工作原理和補償導線的工作原理,有強烈的責(ze)任(ren)感和認(ren)真實際的工作態度,避免上述錯誤,確保熱電偶的準確性。
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