淺談溫度計(jì)量中熱電偶與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)有關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題

陳曉雷

摘 要：隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，工業(yè)中的熱電偶自動(dòng)系統(tǒng)得到了普及使用，也簡(jiǎn)化了熱電偶的測(cè)溫過(guò)程，但是在應(yīng)用的過(guò)程中，熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中還是會(huì)存在一些問(wèn)題。本文主要分析了熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的幾個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，并以此為基礎(chǔ)，闡述了熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)容易出現(xiàn)問(wèn)題的主要原因，希望能夠?yàn)榧夹g(shù)人員溫度檢定的相關(guān)工作提供一些理論借鑒。

關(guān)鍵詞：溫度計(jì)量；熱電偶；自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

引言

在人類(lèi)生產(chǎn)生活的過(guò)程中，溫度作為能夠衡量物體特征的重要參數(shù)，會(huì)對(duì)生產(chǎn)生活的方方面面產(chǎn)生重要的影響。在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，常常需要對(duì)物體的溫度進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量，使得產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境能夠維持在標(biāo)準(zhǔn)的溫度下，而熱電偶作為溫度計(jì)中測(cè)定溫度的重要組成部分，在使用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)一些常見(jiàn)問(wèn)題，由此需要對(duì)問(wèn)題的原因進(jìn)行充分研究，以便保障溫度計(jì)的功能得以被正常使用。

一、淺析熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的常見(jiàn)問(wèn)題

（一）熱電偶測(cè)量時(shí)需要注意的問(wèn)題

在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，熱電偶是一種能夠根據(jù)閉合回路中，產(chǎn)生的熱電勢(shì)差異來(lái)測(cè)量溫度的敏感元件。熱電偶可以將生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能，但這種熱電能指代的是熱電偶工作兩端溫度函數(shù)的差，而并不是工作兩端溫度差的函數(shù)，因此在使用過(guò)程中要注意這一點(diǎn)。其次，熱電偶生產(chǎn)材料中所含的成分和熱電偶兩端的溫度差，影響著熱電偶的材料能產(chǎn)生多少成分，但是并不受熱電偶外部結(jié)構(gòu)的影響。另外，熱電偶中熱電勢(shì)的強(qiáng)弱與其中的溫度差具有關(guān)聯(lián)，在熱電偶冷端溫度保持不變的情況下，熱電能就以單值函數(shù)的形式代表著工作端的溫度，在工業(yè)生產(chǎn)中測(cè)量溫度的時(shí)候，要將以上考慮到以上幾個(gè)方面的因素，以便提升對(duì)于測(cè)量過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)。

（二）自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中常見(jiàn)的問(wèn)題

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于熱電偶的檢定，在這一過(guò)程中需要先將待檢測(cè)的熱電偶與標(biāo)準(zhǔn)的熱電偶放入加熱爐中，繼而運(yùn)用感應(yīng)裝置對(duì)加熱爐升溫過(guò)程中，已經(jīng)到達(dá)檢定標(biāo)準(zhǔn)的熱電偶值進(jìn)行測(cè)量，最終系統(tǒng)在進(jìn)行溫度補(bǔ)償后，就可以得知熱電偶的真實(shí)數(shù)據(jù)值。在一系列的升溫恒溫過(guò)程中，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)復(fù)雜的構(gòu)造內(nèi)便會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，這些都會(huì)影響到最終溫度值的準(zhǔn)確判斷。首先，啟動(dòng)熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)后，軟件部分往往會(huì)出現(xiàn)故障問(wèn)題，常見(jiàn)問(wèn)題有軟件的參考端數(shù)值顯示為零或是提示出現(xiàn)異常的情況，這樣直到系統(tǒng)已經(jīng)啟動(dòng)之后，檢測(cè)的溫度也會(huì)一直位于溫度的負(fù)偏差狀態(tài)[1]。其次，在檢定熱電偶時(shí)，如果某處出現(xiàn)故障情況，也會(huì)導(dǎo)致加熱爐的溫度難以上升，或者是在檢定期間發(fā)生數(shù)值表跳字，恒溫段功率曲線出現(xiàn)毫無(wú)規(guī)律可言的異常變動(dòng)情況。另外，還有一種常見(jiàn)問(wèn)題會(huì)出現(xiàn)在溫度已經(jīng)檢測(cè)完成的階段，通常表現(xiàn)為熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)發(fā)生忽大忽小的變動(dòng)，以上這些問(wèn)題都是運(yùn)用熱電偶進(jìn)行測(cè)溫過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的，并且每一種問(wèn)題造成的危害嚴(yán)重性都可大可小，在發(fā)生的階段如果不盡快采取有效的措施，便會(huì)導(dǎo)致最終檢定的溫度結(jié)果出現(xiàn)偏差，進(jìn)而限制熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)檢定能力的提升。

二、淺析熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的原因分析

（一）熱電偶自身存在著問(wèn)題

在自動(dòng)檢測(cè)的系統(tǒng)中，熱電偶溫度計(jì)量器經(jīng)常被用來(lái)衡量與控制生產(chǎn)過(guò)程中的溫度變動(dòng)情況，由此在運(yùn)行過(guò)程中起著重要的作用，同時(shí)也會(huì)因?yàn)樽陨碓蚨鸶鞣N問(wèn)題。通常在溫度計(jì)量的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)數(shù)值偏大或偏小的情況，在分析這種問(wèn)題的原因時(shí)，應(yīng)當(dāng)明確從熱電偶的本身展開(kāi)分析。一些熱電偶內(nèi)部的熱電極有著細(xì)且軟的特征，在運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生變形情況，再加上熱電偶絲一旦發(fā)生變形或是扭曲的情況，勢(shì)必會(huì)引進(jìn)容易改變熱電特性的應(yīng)力，由此在測(cè)量溫度的過(guò)程中便會(huì)出現(xiàn)誤差。其次，熱電偶絲不僅有容易變形的屬性，在運(yùn)行過(guò)程中還容易遭受污染，污染與否可以通過(guò)觀察熱電偶絲的表面來(lái)分析，被污染的熱電偶絲通常會(huì)呈現(xiàn)發(fā)黑和變暗的特征，并逐步發(fā)生氧化的現(xiàn)象，在檢查的時(shí)候就應(yīng)當(dāng)注意到這個(gè)問(wèn)題，這種污染可以通過(guò)清洗的方式來(lái)緩解。

熱電偶在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中檢測(cè)溫度時(shí)，需要按照標(biāo)準(zhǔn)而經(jīng)歷一系列的流程，并且對(duì)于熱電偶插入加熱爐的深度也有著標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，要求側(cè)量端的位置不能越過(guò)檢測(cè)爐溫度最高的區(qū)域，通常要放置到加熱爐的中間。而在實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)中，熱電偶的位置常常會(huì)受到生產(chǎn)操作的影響，出現(xiàn)插入過(guò)深或略淺的情況，如果在加熱爐沒(méi)有封堵好的前提下，熱量的流失便會(huì)影響到溫度檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。由此，在檢查過(guò)程中要兼顧到熱電偶內(nèi)部與外部的各項(xiàng)變動(dòng)情況，以便及時(shí)檢查熱電偶是否出現(xiàn)被污染或是插入加熱爐深度不合理的現(xiàn)象，以便科學(xué)選取軟件自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆绞?，結(jié)合參考端的溫度來(lái)自動(dòng)衡量出最接近真實(shí)溫度的數(shù)值[2]。

（二）測(cè)量溫度時(shí)跳表的原因

在熱電偶測(cè)量溫度的時(shí)候，加熱率的溫度會(huì)出現(xiàn)會(huì)發(fā)生以跳表為主的各種問(wèn)題，這時(shí)就需要從多個(gè)方面展開(kāi)分析，仔細(xì)考證是否存在著多種原因?qū)е聠?wèn)題的出現(xiàn)。在檢查軟件中的 PID參數(shù)是否被更改后，就應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)檢查加熱爐內(nèi)是否出現(xiàn)了故障問(wèn)題，首先應(yīng)當(dāng)將加熱爐內(nèi)部的溫度調(diào)節(jié)至1000℃左右，并讓此溫度保持半個(gè)小時(shí)時(shí)間，接著要觀察爐內(nèi)放置的熱電偶參考端以及保護(hù)接地線之間的交流電壓數(shù)值，檢測(cè)數(shù)值是否超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的100V，以此來(lái)判斷加熱爐是否出現(xiàn)外殼接地的情況。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，如果加熱爐出現(xiàn)外殼接地的情況，并且同時(shí)伴隨有電壓超過(guò)100V的現(xiàn)象產(chǎn)生，就要觀察數(shù)值表中的數(shù)字還能否保持穩(wěn)定，如果幾個(gè)條件都不能滿足，就基本可以判斷加熱爐已經(jīng)發(fā)生漏電的情況，此時(shí)就應(yīng)當(dāng)盡快更換檢測(cè)系統(tǒng)溫度的加熱爐設(shè)備，以保障生產(chǎn)活動(dòng)的正常進(jìn)行。

其次，如果熱電偶在檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)了數(shù)值跳動(dòng)快并且難以穩(wěn)定的情況，還需要注意周?chē)欠駪?yīng)用了容易對(duì)熱電偶產(chǎn)生干擾的高頻設(shè)備或大型設(shè)備，并且積極調(diào)控過(guò)程中設(shè)備的使用情況，以便合理選取測(cè)溫過(guò)程中需要用到的設(shè)備[3]。另外，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)也會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行功率的增加，進(jìn)而增加線路當(dāng)中存在的電流值，在功率與電流增加的情況下，會(huì)引發(fā)系統(tǒng)接點(diǎn)的打火現(xiàn)象，從而對(duì)加熱爐實(shí)際功率的測(cè)定產(chǎn)生影響，自然也會(huì)造成溫度測(cè)定值出現(xiàn)不尋常的波動(dòng)情況。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)注意生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中是否出現(xiàn)功率不正常波動(dòng)的情況，以便及時(shí)判斷加熱爐是否出現(xiàn)線路接觸不良的情況，從而快速檢查加熱爐內(nèi)電路的全局運(yùn)行情況，盡快調(diào)整好各線路的故障情況。

（三）溫度始終無(wú)法穩(wěn)定的原因

應(yīng)用熱電偶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量溫度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)溫度始終難以穩(wěn)定或是出于負(fù)偏差的情況，通常要先對(duì)系統(tǒng)中的硬件進(jìn)行檢查。檢查硬件時(shí)首先要判斷硬件的連接是否出現(xiàn)了問(wèn)題，繼而運(yùn)用系統(tǒng)來(lái)檢查計(jì)算機(jī)通訊以及通訊設(shè)備是否正常運(yùn)行，再接著對(duì)加熱爐進(jìn)行統(tǒng)一檢查。檢查加熱爐時(shí)，要先觀察加熱爐內(nèi)的電源接線是否存在冒火花的現(xiàn)象，以便判斷加熱爐是否出現(xiàn)了故障，之后可以用測(cè)量?jī)x器對(duì)加熱爐內(nèi)的電阻進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)觀察電阻能否正常穩(wěn)定在20Ω左右，以此來(lái)判斷加熱爐是否被燒壞，繼而實(shí)現(xiàn)故障問(wèn)題排查的整個(gè)流程，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題檢定過(guò)程的精簡(jiǎn)化，檢測(cè)效果的最大化。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，未來(lái)勢(shì)必會(huì)對(duì)生產(chǎn)速度及生產(chǎn)效率有更高的要求，也決定著自動(dòng)化程度發(fā)展前景的廣闊性。當(dāng)前，要在設(shè)計(jì)與使用自動(dòng)化系統(tǒng)上加大研究的力度，在生產(chǎn)生活中應(yīng)用的時(shí)候，著重分析溫度計(jì)量過(guò)程中與熱電偶和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)相關(guān)的問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)測(cè)溫過(guò)程中各結(jié)構(gòu)部件的使用性能展開(kāi)分析，合理分辨熱電偶的正確使用方式，以此保證在生產(chǎn)生活中的合理應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李良. 溫度計(jì)量中熱電偶與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中的相關(guān)問(wèn)題探討[J]. 魅力中國(guó)， 2016（20）.

[2]張寧. 溫度計(jì)量中熱電偶與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)有關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品， 2015（13）：56-57.

[3]武雪寶. 淺析溫度計(jì)量中熱電偶與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)問(wèn)題[J]. 中國(guó)科技投資， 2017（18）.