熱電偶是一種廣泛應用于工業現場的溫度傳感器。熱電偶、補償導線和顯示控制儀器、PLC系統或DCS系統構成熱電偶測溫系統(如圖1所示)
圖1:熱電偶測溫系統示意圖
熱電偶補償導線是在一定溫度范圍內與匹配的熱電偶具有相同熱電勢標稱值的導線。以下是工業現場使用補償導線的十種常見錯誤案例。我希望你在閱讀了案例分析后能有所收獲。
1.用普通電線制作熱電偶信號線,無需補償導線
根據熱電偶溫度測量原理,熱電偶電路的熱電勢與測量溫度和熱電偶參考端溫度有關。安裝在使用現場的熱電偶參考端溫度(指熱電偶接線盒的溫度)不能隨環境溫度的變化而變化。在熱電偶參考端溫度波動的情況下,利用補償線將參考端延伸到溫度穩定或遠離熱源的環境中,以補償熱電偶參考端溫度變化引起的誤差。
普通電線可傳輸熱電偶測溫mv,但熱電偶參考端溫度不能延長到儀表控制室,導致熱電偶測溫系統溫度補償不準確。
正確方法:熱電偶信號傳輸必須使用熱電偶補償導線,禁止使用電纜代替補償導線。
2、 將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
該單元使用S型熱電偶測量爐的溫度。工作人員知道熱電偶必須使用補償線,然后使用庫存K型熱電偶補償線將鉑銠10-鉑熱電偶信號連接到顯示儀器(如圖2所示)。SC后的溫度測量恢復正常。
根據國家質量技術監督管理局的規定,熱電偶補償導線的熱電勢和允許誤差應符合JJG的要求 351工作用廉金屬熱電偶驗證程序及相關標準,不同程度對應的熱電偶補償線在相同環境溫度下產生不同的熱電勢,不同程度的熱電偶和熱電偶補償線混合,不可避免地引入熱電偶參考端的溫度補償誤差。
正確的方法:各種熱電偶補償導線必須與相應的熱電偶配合。
圖2:熱電偶與補償導線不匹配
3、 熱電偶補償導線絕緣層損壞
在熱電偶接線和安裝過程中,熱電偶接線盒出口和補償導線其他部位的絕緣層偶爾磨損。故障表現為顯示儀器或DCS系統的溫度顯示值一般較小。
正確方法:尋找補償導線絕緣層損傷點,重新絕緣,恢復儀器正常顯示值。
當補償線極性反接時,熱電偶和熱電偶補償線可分為正負極,儀表顯示值變化較大:
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.熱電偶補償導線與端子接觸不良
熱電偶補償導線硬,導線和端子在接線或使用過程中容易接觸不良。該故障反映在儀器或DCS系統無顯示值或顯示值過大的范圍內。
處理方法:擰緊接線端子,消除不良接觸故障,正常測量顯示回復儀。
6.熱電偶與補償導線連接點的溫度超過規定的使用范圍
普通熱電偶補償導線的使用溫度為0-100℃;耐高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,各種補償導線精度較低,0-60℃0-150℃負誤差大。
正確方法:一般補償型熱電偶補償導線的環境溫度不超過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程中,單位長度內接頭的數量受國家相關質量標準數量標準的限制,制造商將進行相應的處理。補償導線長度不足,需要接線。普通施工人員將補償導線接頭擰在一起,絕緣后投入使用。使用一段時間后,測量不準確,誤差增加。
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,連接牢固可靠,焊接,絕緣后投入使用。
圖3:熱電偶補償導線接頭
8.補償線與電力電纜平行敷設,信號 擾
在施工過程中,企業在同一電纜橋上平行敷設熱電偶補償線。系統投入使用后,DCS系統顯示熱電偶溫度突然高低。經反復檢查,確認熱電偶測量信號受電源線干擾,導致溫度測量誤差超過100度。
正確方法:在施工過程中,熱電偶補償導線與電力電纜同向敷設,電力橋與儀表信號橋分別敷設,采用屏蔽補償導線。如果補償導線和電力電纜不可避免地位于同一橋上,則應在橋上設置屏蔽隔板或交叉敷設,以較大限度地減少熱電偶信號 擾機率。
9.由于信號衰減和干擾引起的測量誤差,長期使用熱電偶補償導線
由于補償導線長度增加,DCS系統的溫度顯示值波動,熱電偶測溫時產生的電勢值為MV信號衰減與現場磁電干擾耦合。
處理方法:
(1)補償導線應長距離敷設,補償導線直徑不得低于Φ1.5mm2,減少mv信號衰減。
(2)選擇屏蔽補償導線,按規范接地屏蔽層(必須在補償導線一端接地屏蔽層,并納入儀表信號接地網,禁止將接地納入工廠電氣接地網),避免屏蔽層接地不正確造成的測量誤差。
(3)利用溫度變送器將地熱電偶信號轉換為4-20ma信號傳輸,提高信號抗干擾能力。
10.熱電偶選擇熱電偶溫度變送器后,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制柜中,這是兩種不同結構的溫度變送器:
(1)溫度變送器安裝在熱電偶接線盒中,形成一個集成的熱電偶溫度變送器。熱電偶絲直接連接到溫度變送器的輸入端,輸出為直接連接雙絞線或兩芯屏蔽電纜的二線系統4-20ma信號、變送器和顯示DCS系統,無熱電偶補償線。
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制柜內,則必須使用補償線連接熱電偶和溫度變送器DCS系統,直接連接雙絞線或兩芯屏蔽電纜,無熱電偶補償線。
補償導線必須根據實際應用溫度變送。
圖5:補償導線必須用于連接熱電偶和導軌溫度變送器
正確使用熱電偶補償線,相關從業人員需要了解熱電偶的工作原理和補償線的工作原理,責任感強,工作態度認真實際,避免上述錯誤,確保熱電偶的準確性。
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