На термопару влияют среда измерения, атмосфера, рабочая температура и загрязнение изоляционных материалов и материалов защитных трубок во время измерения температуры. После периода использования его термоэлектрические свойства изменятся, особенно при высоких температурах и агрессивных средах. Существует несколько общих проблем:
Показание термометра равно нулю;
Показания термометра непостоянны;
Показание термометра больше или меньше фактического значения;
Изменение термоэлектрического потенциала не чувствительно.
1. Проблемы и лечение
(1) Возможные причины крайней нестабильности термоэлектродвижущей силы термопары следующие:
A. Плохой контакт между клеммой термопары и термомодом;
B. Соединения приборов ненадежны. Имеются периодические короткие замыкания, заземления, отключения и плохая сварка в цепи измерения;
C. Колебания термопары из-за неплотной установки или внешней вибрации делают измеренное значение нестабильным;
D. Внутри соединительной коробки термопары находятся токопроводящие жидкости, влажная пыль и металлические жидкости. Распределительная коробка служит для подключения термопары и компенсационного провода, а ее выходное отверстие и крышка уплотнены прокладками для предотвращения попадания внутрь грязи, влияющей на надежность проводки. При наличии загрязняющих веществ внутреннюю часть распределительной коробки термопары перед использованием необходимо тщательно очистить и высушить в сушильном шкафу;
E. Термический электрод окисляется во время использования, и кристаллические зерна увеличиваются при высокой температуре. В то же время деформационное напряжение будет создаваться внешней силой. Загрязнение и коррозия термоэлектрода окружающей средой повлияют на стабильность термопары.
(2) . Лечение:
A. Проверьте, является ли контакт между терминалом и термодом прочным и надежным, не окислился ли крепежный винт на терминале, не деформирован ли он или ослаблен, и снова закрепите винт и терминал;
B. Используйте мультиметр для проверки сопротивления контура, и оно должно соответствовать требованиям 15 Ом или указанным. Одновременно проверьте термопару, компенсационный провод, устраните точку заземления, приварите или замените новый компенсационный провод, термоэлектрод и затяните крепежные винты;
C. Принять меры по снижению вибрации, надежно установить термопару, при этом глубина установки термопары должна быть не менее 10-кратного диаметра самого защитного рукава. Для термопары с металлической защитной трубкой глубина вставки должна быть в 15-20 раз больше диаметра. Для термопары с неметаллической защитной трубкой глубина вставки должна быть в 10-15 раз больше диаметра;
D. Проверьте распределительную коробку, тщательно очистите и высушите.
(3) .После проверки термопара установлена, и скачок температуры все еще происходит при измерении температуры. Это может быть связано с небрежностью персонала, а искусственная неисправность между термопарой, компенсационным проводом и прибором для измерения температуры также может вызвать нестабильность температуры. Конкретные причины и методы лечения следующие:
A. Неправильная конфигурация компенсационного провода и термопары;
B. Термопара не соответствует градуировке прибора для измерения температуры;
C. Неправильное подключение компенсационного провода. Если два компенсационных провода термопары поменять местами, температура подскочит до отрицательного значения, и в это время прибор не сможет отображать реальную температуру. Компенсационный провод эквивалентен термопаре в определенном диапазоне температур (0-100 °C), поэтому его ток также течет от положительного полюса к отрицательному полюсу через эталонную клемму, поэтому, когда термопара подключена, положительный полюс компенсационного провода, отрицательный полюс должен соответствовать положительному и отрицательному полюсам термопары. Когда положительный и отрицательный полюсы соединены противоположно, это не только не может играть роль компенсации, но и компенсирует часть термоэлектрического потенциала термопары, так что указанная температура прибора будет низкой; в то же время,
D. Измерительный контур заземляется, а дополнительный потенциал земли подключается последовательно.
2. Причина скачка температуры из-за последовательного включения дополнительного потенциала земли
Термоэлектродвижущая сила состоит из двух частей: одна представляет собой контактную электродвижущую силу двух проводников, а другая представляет собой термоэлектродвижущую силу одиночного проводника.
(1). Контактная электродвижущая сила. Когда однородные проводники из двух разных материалов, А и В, соприкасаются, из-за того, что количество свободных электронов на единицу объема внутри них разное (плотность электронов разная), скорость диффузии электронов в двух направлениях разная. Если предположить, что плотность свободных электронов в проводнике А больше, чем в проводнике В, число электронов, диффундирующих из проводника А в проводник В, больше, чем число электронов, диффундирующих из проводника В в проводник А, поэтому проводник А теряет электроны и становится положительно заряженным, а проводник В получает отрицательно заряженные электроны. Так на контактной границе между проводниками А и В образуется электрическое поле от А к В. Направление электрического поля противоположно направлению диффузии, что вызовет перенос электрона в обратном направлении и затруднит продолжение диффузии; когда сила диффузии и сила электрического поля уравновешивают друг друга, он находится в состоянии динамического равновесия. В этом состоянии на контакте между проводниками А и В возникает разность потенциалов, называемая контактной электродвижущей силой. Обозначим через eAB(t).
(2). Термоэлектрическая сила. Для проводника A или B поместите два его конца в разные температурные поля t, t0 (t > t0). Внутри проводника свободные электроны на горячем конце имеют большую кинетическую энергию и движутся к холодному концу, так что горячий конец теряет электроны с положительным зарядом, а холодный конец приобретает электроны с отрицательным зарядом. Электростатическое поле на холодном конце. Электрическое поле препятствует движению электронов от горячего конца к холодному и заставляет электроны двигаться в противоположном направлении, достигая в конце концов состояния динамического равновесия. Таким образом, на обоих концах проводника создается разность потенциалов, и эта разность потенциалов называется термоэлектрической силой и выражается через eA(t, t0). Принципиальная схема термопары показана на рисунке 1.
Рисунок 1
Суммарная электродвижущая сила цепи. Проводники А и В соединены встык, образуя петлю. Если плотность электронов проводника А больше, чем у проводника В, а температура двух спаев не одинакова, в контуре термопары имеется четыре потенциала, две контактные ЭДС и две термоэлектродвижущие силы А. Суммарная электродвижущая сила термопары равна EAB (t，t0) = eAB (t)-eAB (t0).
Поддерживается сеть IPv6