焦化站故障维护手册5--测温元件篇.doc

焦化自动化故障处理手册
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焦化自动化故障处理手册

测温元件篇

首自信首迁运行事业部
焦化维护班
2009年11月（改版）

目 录
1．测温元件分类…………………………………………………………………………………..2
2．热电阻PT100,CU50……………………………………………………………………………2
2.1热电阻测温原理及材料……………………………………………………………………2
2.2热电阻的结构………………………………………………………………………………2
2.3热电阻测温系统组成………………………………………………………………………3
2.4热单组的三线制接法………………………………………………………………………4
2.5故障处理……………………………………………………………………………………5
3．热电偶K型,B型,E型…………………………………………………………………………5
3.1热电偶简介………………………………………………………………………………….5
3.2热电偶工作原理…………………………………………………………………………….6
3.3热电偶冷端温度补偿……………………………………………………………………….7
3.4故障处理……………………………………………………………………………………..8
4．故障处理树………………………………………………………………………………………9

焦化站故障维护手册--测温元件篇
1. 测温元件分类
焦化用测温元件分为两种：热电阻，热电偶
细分类如下：热电阻-----PT100，CU50
热电偶-----K型，B型，E型
2. 热电阻 PT100，CU50
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
2.1热电阻测温原理及材料
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。
2.2热电阻的结构
（1）精通型热电阻 工业常用热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点见表2-1-11。从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制，有关具体内容参见本篇第三章第一节.
（2）铠装热电阻 铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。与普通型热电阻相比，它有下列优点：
①、体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；
②、机械性能好、耐振，抗冲击；
③、能弯曲，便于安装
④、使用寿命长。
（3）端面热电阻 端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
（4）隔爆型热电阻 隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。
2.3热电阻测温系统的组成
（1）热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点：
①热电阻和显示仪表的分度号必须一致
②为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法。具体内容参见本篇第三章。
（2）铠装热电阻 铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。与普通型热电阻相比，它有下列优点：
①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；
②机械性能好、耐振，抗冲击；
③能弯曲，便于安装；
④使用寿命长。
（3）端面热电阻 端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
（4）隔爆型热电阻 隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影
电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值，为此更换新的电阻体为好，若采用焊接修理，焊后要校验合格后才能使用。
2.4 热电阻的三线制接法
如果是金属热电阻，由于连接热电阻的导线存在电阻，且导线电阻值随环境温度的变化而变化，从而造成测量误差，因此实际测量时采用三线制接法。
所谓三线制接法，就是从现场的金属热电阻两端引出三根材质、长短、粗细均相同的连接导线，其中两根导线被接入相邻两对抗桥臂中，另一根与测量桥路电源负极相连。

由于流过两桥臂的电流相等，因此当环境温度变化时，两根连接导线因阻值变化而引起的压降变化相互抵消，不影响测量桥路输出电压的大小。

2.5 故障处理
如果生产反映温度显示比实际温度低，去现场检查电阻接线是否短路，如果发现线路短路，将线重新接好，避免线路再次短路。
如没发现短路现象，用万用表打到电阻档，量一下电阻的实际阻值，如果阻值与显示温度一样，且与实际温度不符，有可能是电阻保护套刷露了，需要联系生产人员，在条件允许的情况下更换热电阻。
如果生产反映温度显示比实际温度高，先查点号表，检查柜内线路是否有断路，或者氧化，或接线松动的现象，如有发现有以上现象，重新接线确保接线牢固。如确认柜内的接线无故障，要去现场检查电阻接线是否断路，或者接线处氧化，或者由于现场振动过大，导致接线处的松动，如有发现有以上现象，重新接线确保接线牢固。
如检查后没有发现上述现象，需要检查模块点，如果发现模块点出现故障，应及时改点，或更换模块。
3. 热电偶 K型,B型，E型
3.1 热电偶简介
什么叫热电偶？这就要从热电偶测温原理说起，热电偶是一种感温元件,是一次仪表，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在Seebeck电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表。在热电偶回路中接入第三种金属材料时, 只要该材料两个接点的温度相同, 热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此, 在热电偶测温时, 可接入测量仪表, 测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。 
3.2 热电偶工作原理
两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：
（1）：热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数；
  （2）：热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；
  （3）：当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。
常用的热电偶材料有： 
热电偶分度号
热电极材料

正极
负极
S
铂铑10
纯铂
R
铂铑13
纯铂
B
铂铑30
铂铑6
K
镍铬
镍硅
T
纯铜
铜镍
J
铁
铜镍
N
镍铬硅
镍硅
E
镍铬
铜镍

3.3 热电偶冷端温度补偿
(1) 补偿导线
补偿导线——解决参比端温度的恒定问题。
补偿导线要求：价格便宜，0-100℃范围内的热电性质与要补偿的热电偶的热电性质几乎完全一样。

(2) 补偿电桥法
利用参比端温度补偿器。补偿电桥法就是在热电偶的测量线路中附加一个电势，该电势一般是由如图5-10中的补偿电桥自动提供的。当工作端温度不变时，如果冷端温度在一定范围内变化，总的热电势值将不受影响。保证温度仪表示值等于被测值。

3.4 故障处理
如果生产反映温度显示比实际温度低，去现场检查电偶接线是否短路，如果发现线路短路，将线重新接好，避免线路再次短路。
如没发现短路现象，用万用表打到MV档，量一下电偶的实际MV值，如果MV值与显示温度一样，且与实际温度不符，有可能是电阻保护套刷露了，需要联系生产人员，在条件允许的情况下更换热电阻偶。
如果生产反映温度显示比实际温度高，先查点号表，检查柜内线路是否有断路，或者氧化，或接线松动的现象，如有发现有以上现象，重新接线确保接线牢固。如确认柜内的接线无故障，要去现场检查电阻接线是否断路，或者接线处氧化，或者由于现场振动过大，导致接线处的松动，如有发现有以上现象，重新接线确保接线牢固。
如检查后没有发现上述现象，需要检查模块点，如果发现模块点出现故障，应及时改点，或更换模块。

4. 故障处理树
YES
测量温度与实际不符
比实际高

比实际低

检查模块或数显表是否损坏

YES
YES
YES
NO
线路是否断路
氧化、松动
更换、紧固线路

测量电阻电偶仪表是否损坏
NO
更换新的仪表

检查现场仪表是否损坏
更换新的现场表

NO
联系生产检查工艺
检查模块或数显表是否损坏
更换模块或数显表

NO
更换模块或数显表

YES
NO
线路是否短路
更换线路

NO
YES
测量电阻电偶仪表是否损坏
更换新的仪表

YES
NO
电阻电偶是否插深浅
YES
更换合适插深的仪表

NO
检查现场仪表是否损坏
YES
更换新的现场表

联系生产检查工艺
NO

（1） 测量温度比实际的高

（2） 测量温度比实际的低

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