OD-5012《验收、制备、延伸和使用热电偶的程序》解读及热电偶布点实例分析.pdf

技术创新/Technology and InnovationOD-5012验收、制备、延伸和使用热电偶的程序解读及热电偶布点实例分析Interpretation of OD-5012 Laboratory Procedure for Acceptance,Preparation,Extension and Use of Thermocouples and Analysis of Distribution Examplesof Thermocouples徐倩！1（1.嘉兴威凯检测技术有限公司李忠耀？戴一鸣！嘉兴314000；2.威凯检测技术有限公司姜翔！富佳栋1广州510663)摘要：热电偶是实验室测量温升最广泛应用的工具之一，热电偶的选型、制备和使用方法直接影响温升测试结果，对产品检测数据的真实性、有效性，起着至关重要的作用。本文通过对OD-5012验收、制备、延伸和使用热电偶的程序的研究解读，结合日常检测过程中容易出现的热电偶布点问题，深人了解热电偶的验收、制备、延伸和使用。在此基础上，本文采用实例分析的方法，针对具体案例，确定热电偶的最佳布点方案及解释说明不符合标准文件布点位置，分析了不同情况下热电偶布点的特点与影响因素。本文对于热电偶的相应技术进行了深入探讨，但仍有许多问题需要进一步研究和解决，比如如何提高热电偶在实验过程中测温的响应速度、减小测温结果误差等。这些问题的解决将为热电偶在实际应用领域中发挥出更大的作用。关键词：OD-5012；热电偶；验收；制备；延伸；使用Abstract:Thermocouple is one of the most widely used tools to measure temperature rise in laboratory,preparationand use of thermocouple directly affect the temperature rise test results,and play a crucial role in the authenticity andvalidity of product test data.In this paper,through the interpretation of OD-5012 Laboratory procedure for acceptance,preparation,extension and use of Thermocouples,combined with the problem of thermocouple placement which iseasy to occur in the daily testing process,in-depth understanding of the acceptance,preparation,extension and useofthermocouple.On this basis,this paper uses the method of case analysis to determine the best distribution schemeof thermocouple and explain the distribution position of non-conforming documents,and analyzes the characteristicsand influencing factors of thermocouple distribution in different cases.In this paper,the corresponding technology ofthermocouple is deeply discussed,but there are still many problems that need to be further studied and solved,suchas how to improve the response speed of thermocouple temperature measurement during the experiment and reducethe error of temperature measurement results.The solution of these problems will play a greater role in the practicalapplication of thermocouples.Key words:OD-5012;thermocouple;acceptance;preparation;extension;use88日用电器/ElectricalAppliances技术创新/日用电器热电偶内绝缘层外绝缘层引言在检测行业，温升作为检测电器发热性能的一个重要指标，越来越受重视。如果温升过高，产品发热量持续保持在较高状态下，相关绝缘材料会加速老化，金属载流部件也会受到相应影响，从而降低产品的使用寿命，甚至有可能在过高温度下导致材料起燃引起火灾，对社会、生产、人员和财产安全造成威胁，因此限制温升尤为重要。温度的测量通常通过熔化颗粒、变色指示器或热电偶来测量，经过大量检测经验的积累，热电偶作为最广泛的温度检测工具投人检测活动中。热电偶的选型、制备和使用方法直接影响温升测试结果。本文通过对0 D-5012验收、制备、延伸和使用热电偶的程序的解读，结合日常检测过程中容易出现的热电偶布点问题，深入了解热电偶的验收、制备、延伸和使用。1热电偶的验收实验室在采购热电偶时，应根据实际测量活动需要，注明所需热电偶的等级或特殊限制要求，并且确保热电偶的选型在制造商指定的操作参数范围内使用。国际电工委员会推荐采用J型、K型和T型且等级为I级的热电偶，在实验室测试活动中，J型应用最为普遍。在热电偶接点与临近引线存在温差处，细丝热电偶可以降低他们之间热传导产生的影响，OD-5012建议选用0.3 2 0 mm或0.2 54 mm的热电偶，在采购时，需要注明该要求。实验室必须确保购买的热电偶具有可接受的精度，可选用以下三种方法之一进行热电偶验收：1）由供应商提供热电偶的合格证书，该证书应包括出货前的符合性测试结果，测试中至少要包括该卷热电偶中截取的一段热电偶的测试结果。2）对进货的热电偶直接送有关校准部门进行校准。该方法通常在负责采购的质控部门前期统一进行，以确认后期各实验室申领的热电偶均符合要求。3）直接对单根热电偶进行测试。该方法多用于随温升图表记录仪校准的热电偶上，此方法的不足之处在于，若图表记录仪因某种原因需要更换热电偶，所更换的热电偶需要重新随图表记录仪进行校准。以上符合性证书和检测结果应作为实验室记录的一部分保留。2热电偶的制备依据OD-5012的要求，热电偶的制备可参考以下方法（如图1）：1）剥去内绝缘层约1.5mm；2）剥去外绝缘层（如有）约1 5mm，也可根据实际需要，剥除相应长度；3）顶端通过点焊连接，保证两端连接点充分融合。该工作必须由受过专业培训的人员进行。3热电偶的使用关于热电偶如何布置于产品上，如何固定，OD-5012均做了详细规定。热电偶测量点按各产品标准详细规定布置于温度测量处，并使其与被测部件表面保持良好的热接触。热电偶的安装方法应使其对被测温度的影响最小。当热电偶的布点有可能存在触电危险时，可以在被测导体表面放置绝缘护套，但绝缘护套不能放置在热电偶接点处。那么热电偶应该如何固定呢？OD-5012规定的热电偶固定的方法有：绑扎（tying）、粘接（cementing）、胶粘（adhesive）、喷涂（peening）、熔焊（welding）和锡焊（soldering）。大约1.5 mm根据需要剥除图1 热电偶的制备2023年8 月/Aug.202389技术创新/Technology and Innovation热电偶1）绑扎（Tying）通常用于圆形物体，如导线绝缘表面，用细线将热电偶固定（如图2）。该方法只是辅助热电偶固定，并不表示可以直接将细线扎于热电偶接点处。2）粘接（Cement）通常使用以下两种粘接剂：高岭土粉末与水玻璃溶液按体积等比例混合；氰基丙烯酸酯粘合剂，在0 D-5012:2015版本中，推荐采用了一种粘接剂，在后续版本变更中，取消了该品牌推荐，不过实验室通常沿用此法。粘接（Cement）通常用于将热电偶固定于被测物体表面（如图2），使热电偶和被测表面有更好的热连接，且当周围空气与待测物存在一定温差时，该方式将热电偶测温点与空气隔绝，减少了热传导，因此作为实验室最常用的热电偶固定方法之一。在粘接之前，热电偶应先固定在位以免粘接点在其他应力作用下剥落，一般可采用细线或高温胶带，但应特别注意，不能直接绑扎或黏贴于热电偶接点处。粘接剂应充分凝结后再组装测试，实验室通常采用专用的冷凝剂加速粘接剂的凝结，组装过程中需特别小心，避免外力导致热电偶接点的松动或分离，从而导致温度采集异常。3）锡焊（Soldering）的固定方法较粘接方式而言，具有更好的热传导性，也更牢固，但使用对象较为局限，仅适用于一些可焊接的金属表面。而且型式试验通常是一套有序且连续的过程，一套样品做完温升，还需要做寿命等其他测试，锡焊连接因其过度牢固，解焊拆除时对试样性能和热电偶本身都有较大影响，二次利用率不高，因此，此法在检测活动中使用率相对不高。4）热电偶接点可以放置在凹槽内，并在其上（喷涂peening）金属。不过喷涂金属，试验成本较高且对产品性能影响较大，同一个样品不适宜用于其他试验。5）胶带（Tape）可以方便地将热电偶引线固定在适当的位置，作用与绑扎（Tying）类似，但不局限产品结构。保证热电偶固定牢靠的同时，应尽量减少胶带的使用，同样的，胶带固定也必须远离接点处。6）如果热电偶是通过两个表面之间的压力来保持热接触的，操作时务必注意，热电偶不能引起啮合表面的分离。如插头与插座插合时，若热电偶置于两者插合面之间，很有可能影响插头的正常插合。为了避免该种情况，可以在材料上开孔或开槽，用以布置热电偶及其引线。热电偶通常应保持在表面以下略微凹陷处，以确定被测温度不是相邻表面材料的温度。4热电偶的延伸如果实际使用时，热电偶无法直接与温度测量仪连接，此时应采用与之适配的连接器进行热电偶延伸，如（图3）所示，热电偶导线1#和2#型号相同，连接到同一类型的导体（例如铜合金）上，此时连接点T1和T2的温度相同。上述特例中提及的两个参考接点(T1和T2冷端）的温度必须相同，而且与温度测量仪的温度也相等。接点和温度测量仪必须避免冷热空气流动、太阳光照、以及测试样品、灯具、电烙铁等热辐射源的影响，这些影响将导致参考接点温度的改变。线胶粘图2 热电偶的固定十TTC#1TC#2T1=T2图3 热电偶的延伸90日用电器/ElectricalAppliances技术创新/日用电器绝缘隔板螺钉端子载流铜条图4 热电偶布置示例一绝缘隔板图5热电偶布置示例二热电偶接点5案例分析下面我们选取部分热电偶的布置示例，分析其是否符合OD-5012的要求。1）案例一：依据CB/T2099.1-2021的要求，端子属于插座温升测量点之一，该产品（如图4）因结构上端子与连接铜片直接相通，故将热电偶布点于连接铜片上。分析：不符合OD-5012第8.3 条的要求，热电偶测量接点必须布置在温度测量处。标准要求测定“端子”的温升，该案例布置于与端子间接相连的铜片之上。另外该产品在螺钉拧紧接线后，将损伤导线并且影响导线连接，亦不符合OD-5012中第8.6.8、8.6.9 条的要求。2）案例二：该产品（如图5）不同极性端子较为接近，为防止不同极性的触电危险，在绝缘导体的表面放置绝缘隔板。分析：符合OD-5012第8.3 条的要求，如果热电偶分别连接到不同极性的带电部件上，需注意测量设备可能存在的触电危险和应力。此时可以在被测导体表面（而不是在热电偶接点处）放置绝缘护套。3）案例三：测量外壳温度时，为了使热电偶与外壳表面充分接触，用绝缘胶带直接将热电偶粘于被测表面上（如图6）。分析：不符合0 D-5012第8.6.1 6 条的要求，胶带应固定在远离热电偶接点处。4）案例四：在测量导线外绝缘皮温度时，用细线图6 热电偶布置示例三图7 热电偶布置示例四热电偶接线孔图8 热电偶布置示例五细线直接将热电偶接点固定与导线表面。分析：不符合0 D-5012第8.6.1 条的图示要求，细线仅作为固定辅助用，不可以直接绑扎于热电偶接点上。5）案例五：测量该产品端子的温升（如图8），因产品特殊性，端子被绝缘底座包围，端子接线孔非常小，仅适合连接一根导线，热电偶与导线同时塞进接线孔，通过螺钉拧紧后固定，测量温升。分析：不符合0 D-5012第8.6.8、8.6.9 条的要求，该方法可能会导致在螺钉紧时，损伤热电偶接点，且阻碍螺钉正常啮合。另外，端子接线孔仅适合连接一根导线，无法确认热电偶接点是否完全进人金属端子，为了避免上述情况，可以在包围端子的绝缘材料上开孔或开槽，用以布置热电偶。2023年8 月/Aug.202391技术创新/Technology and Innovation6总结温升作为检测产品性能的重要指标，在检测过程中的，相关人员的专业度尤其重要。热电偶的验收、制备、延伸和使用均应遵循相应程序要求，OD-5012验收、制备、延伸和使用热电偶的程序作为IECEE（国际电工委员会电工产品合格测试与认证组织）指定操作导则，适用于电气和类似产品测试中温度测量所用热电偶，具有广泛指导作用。实验室验收人员、制备和使用热电偶的工作人员均应通过相关培训，遵守相关程序，充分保持人员的专业性，保证测试数据更准确有效。（上接8 3 页）内PM2.s净化较快且均匀但CO,稀释时间较长，故在室内同时有PM2.5和CO,净化需求时采用送风角度大角度，室内CO,浓度较低但PM2.5浓度较高时采用中角度，两者浓度都较低时可采用小角度小风速运行。参考文献：1 P.Wargocki,D.P.Wyon,Ten questions concerning thermaland indoor air quality effects on the performance of office workand schoolworkJ.Build.Environ,2017,112:359.-366.2 L.Lan,P.Wargocki,D.P.Wyon,Z.Lian,Effects of thermaldiscomfort in an offlce on perceived air quality,sBs symptoms,physiological responses,and human performance.IndoorAir,2011,21:376-390.3赵宇，路遥，赖诗璇，等，一种空气净化装置的设计及其净化效果分参考文献：1 OD-5012:2021 Laboratory procedure for acceptance,preparation,extension and use of Thermocouples S.2GB/T16839.1-2018,热电偶第1 部分：电动势规范和允差S3GB2099.1-1996家用和类似用途插头插座第第一部分：通用要求S.【4 G B/T 2 0 9 9.1-2 0 2 1,家用和类似用途插头插座第第一部分：通用要求S作者简介：徐倩（1 9 9 0-），女，本科，工程师，主要从事电器附件类产品检测与认证以及标准化技术研究工作。李忠耀（1 9 8 8-），男，本科，高级工程师，主要从事电器附件类产品认证认可与标准化技术研究工作。戴一鸣（1 9 9 6-），男，本科，助理工程师，主要从事电器附件类产品国际项目检测与认证工作。姜翔（1 9 8 9-），男，本科，工程师，主要从事照明类产品检测与认证以及标准化技术研究工作。富佳栋（1 9 9 3-），男，本科，工程师，主要从事智能控制、智能机电及装备产品检测评价、标准化工作。析J.制冷与空调，2 0 1 8,1 8(3):1 5-1 8.4 Zhang T T,Wang S,Sun G,et al.Flow impact of anair conditioner to portable air cleaning J.Building andEnvironment,2010,45(9):2047-2056.5 Cooper,E.,Wang,Y.Stamp,S.,Burman,E.,Mumovic,D.Useof portable air puriflers in homes:operating behaviour,effect onindoor PM2.5 and perceived indoor air quality J.Build.Environ,2021,191:107621,6 Swamy.G.Development of an indoor air puriflcation systemto improve ventilation and air quality Jj.ssRN Electron.J.2021,7,e08153.7GB/T18801-2015.空气净化器S.8】陆耀庆：实用供热空调设计手册（第二版）【M北京：中国建筑工业出版社，2 0 0 7.9GJ67-2006.办公建筑设计规范S.【1 0 韩星星，刘鑫，霍星凯，等.夏季空调房间净化策略及影响因素分析J.流体机械，2 0 1 8,4 6(2):8 4-8 8.作者简介：段吉如（1 9 9 5-），女，硕士，热能工程专业，助理工程师，主要研究方向：暖通空调系统节能与优化。92日用电器/ElectricalAppliances