工業上常用的溫度檢測儀器分為兩類:非接觸式溫度檢測儀器(如輻射式和紅外線)。接觸式溫度測量儀器(如膨脹式、壓力式、熱電偶、熱電阻)。本文將分析溫度計在實際工作中的故障,并說明處理方法。詳情請參。
1.熱電阻測溫計
工業熱電阻的常見故障是工業熱電阻斷路和短路。由于熱電阻絲較細,一般斷路較為常見。
很容易判斷斷斷路和短路。萬用表可用于×1Ω如果測得的阻值小于R0.可能有短路;如果萬用表指示無限大,則可以判斷電阻體斷路。只要不影響電阻容易處理,只要不影響電阻絲的長度和厚度,找短路吹干,加強絕緣。電阻斷路維修必須改變電阻線的長度,影響電阻值。因此,最好更換新的電阻體。如果采用焊接維修,焊接合格后方可使用。熱電阻測溫系統在運行中常見故障及處理方法如下表:
2.熱電偶測溫計
正確使用熱電偶不僅可以準確獲得溫度值,保證產品合格,還可以節省熱電偶的材料消耗,不僅可以節省資金,還可以保證產品質量。除補償導線反向、錯誤和松動引起的常見誤差外(處理方法:正確使用補償導線,擰緊接線端子)、安裝不正確、熱導率和時間滯后是熱電偶使用中的主要誤差。
2.1. 引入誤差安裝不當
例如,熱電偶的安裝位置和插入深度不能反映爐的真實溫度。換句話說,熱電偶不應安裝在離門太近和加熱太近的地方,插入深度應至少為保護管直徑的8~10倍;熱電偶的保護套與壁之間的間隔導致爐內熱溢出或冷空氣侵入,因此,耐火泥或石棉繩等保溫材料堵塞熱電偶保護管與爐壁孔之間的間隙,避免冷熱空氣對流,影響溫度測量的準確性;熱電偶冷端離爐體太近,溫度超過100℃;熱電偶的安裝應盡可能避開強磁場和強電場,所以不應把熱電偶和動力電纜線裝在同一根導管內以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測介質很少流動的區域內,當用熱電偶測量管道中的氣體溫度時,熱電偶必須逆流速安裝,并與氣體充分接觸。
2.2. 絕緣變差引起的誤差
如果熱電偶絕緣,保護管和電纜板上的污垢或鹽渣過多會導致熱電偶極與爐壁之間的絕緣不良,在高溫下更嚴重,不僅會導致熱電勢損失,還會導致干擾,有時會導致數百度的誤差。
2.3. 熱慣性引入的誤差
由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測溫度的變化,在進行快速測量時這種影響尤為突出。因此,應盡可能使用熱電極細、保護管直徑小的熱電偶。溫度測量環境許可時,甚至可以取出保護管。由于測量滯后,熱電偶檢測到的溫度波動振幅小于爐溫波動振幅。測量滯后越大,熱電偶波動振幅越小,實際爐溫差越大。雖然儀表顯示的溫度波動很小,但實際爐溫波動可能很大。為準確測量溫度,應選擇時間常數小的熱電偶。時間常數與傳熱系數成反比,與熱電偶熱端的直徑、材料密度和比熱成正比。除了增加傳熱系數外,最有效的方法是盡量減少熱端的尺寸。一般采用導熱性好、管壁薄、內徑小的保護套。在精確的溫度測量中,使用無保護套管的裸絲熱電偶,但容易損壞,應及時糾正和更換。
2.4. 熱阻誤差
高溫時,如果保護管上有一層煤灰,灰塵附著在上面,熱阻會增加,阻礙熱傳導,溫度示值低于測量溫度的真實值。因此,應保持熱電偶保護管的外部清潔,以減少誤差。
工業熱電偶常見故障及處理方法:
三、雙金屬溫度計
雙金屬溫度計的工作原理是利用二種不同溫度膨脹系數的金屬,一端焊接在固定點,另一端當溫度變化時扭曲變形,將其轉換成指針偏轉角度,指示溫度。
如果在使用過程中出現線性誤差,指示不準確的問題可以通過調整溫度計后面的指針旋鈕來調整。調整后的溫度計經驗證后方可使用。
4.壓力溫度計
壓力溫度計采用液體熱膨脹冷縮進行溫度測量,溫度包、毛細管毛細管和彈簧管組成的封閉系統充滿了溫度測量介質-液體。當溫度包感覺到溫度變化時,由于液體體積的變化,封閉系統中的壓力發生變化,導致彈簧管曲率的變化,使其自由端位移,然后通過連桿和傳動機構驅動指針旋轉,并在表盤上指示測量溫度。該儀器具有線性刻度、體積小、反應速度快、靈敏度高、讀數直觀等特點。
常用的壓力溫度計一般故障是指針不動,指示偏差大。如果指針卡澀,可以用起針器拔出指針,重新定針驗證后再使用。
4.1. 常見故障
溫度控制儀器是一種由熱電阻或熱電偶控制的儀器,其常見故障主要包括以下幾點:
是安裝位置不當,使介質無法與測量元件充分的熱交換,造成指示偏低;
溫度測量點保溫不良,導致局部散熱快,導致溫度測量低于系統溫度;
接線松動,接觸不良導致指示不準確。導致熱電阻高,熱電偶低;
是短路故障。導致熱電阻低或最小,熱電偶低或故障;
是斷路(開路)故障。電阻指示最大,熱點偶爾無指示,最小。
此外,在分析溫度控制儀表系統故障時,應注意其系統儀表大多采用電動儀表測量、指示和控制,測量滯后性較大。
4.2. 常見的故障分析方法
1)首先檢查溫度儀表系統的指示值。如果指示值變化最大或最小,則可判斷為儀表系統故障。原因是溫度儀表系統測量一般滯后較大,不會發生突然變化。溫度控制儀表的故障一是熱電偶、熱電阻和補償線斷開,二是變送器放大器故障。
2)檢查溫度控制儀表系統的指示值是否持續快速振蕩,這通常是控制參數PID調整不當導致的故障。
3)檢查溫度控制儀表系統的指示值是否波動明顯緩慢。這種現象通常是由工藝操作變化引起的。如果沒有工藝操作變化,可以判斷儀表控制系統本身有故障。
4)確定溫度控制系統故障后,檢查儀器調節閥的輸入信號,看是否有變化。如果輸入信號沒有變化,調節閥已移動,則可確定調節閥膜頭膜片泄漏故障;檢查調節閥定位器的輸入信號。如果輸入信號沒有變化,輸出信號正在變化,確定儀器定位器故障;檢查儀器定位器的輸入信號和儀器調節器的輸出信號。如果調節器的輸入信號沒有改變,輸出信號正在改變,則可以確定儀器的調節器本身有故障。