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PLC企業(yè)資訊
    正確使用上海自動(dòng)化儀表三廠熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的方法案例
    發(fā)布者:SHSAIC1  發(fā)布時(shí)間:2018-03-14 22:48:00

    熱電偶是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用廣泛的溫度傳感器,熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線和顯示儀表、PLC系統(tǒng)或DCS系統(tǒng)構(gòu)成熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)(如圖1所示),熱電偶回路中使用補(bǔ)償導(dǎo)線后熱電偶電勢(shì)值僅與測(cè)量端溫度和補(bǔ)償導(dǎo)線與儀表連接處溫度有關(guān)系,熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用是延長(zhǎng)熱電極(即移動(dòng)熱電偶參考端)又節(jié)省高成本熱電偶材料。熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)構(gòu)成。

      

                                                    圖1: 熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)示意  

    熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線是在一定溫度范圍內(nèi)與所匹配的熱電偶有相同熱電勢(shì)標(biāo)稱值的導(dǎo)線。以下是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常見的十種錯(cuò)誤使用補(bǔ)償導(dǎo)線案例,希望大家在看完案例分析后會(huì)有所收獲。



    1、使用普通電線做熱電偶信號(hào)線,未使用補(bǔ)償導(dǎo)線

    某熱處理企業(yè)熱電偶信號(hào)直接由兩芯銅電纜連接到控制室顯示儀表,使用中頻繁出現(xiàn)熱處理工件不合格品,經(jīng)云南云潤(rùn)儀表制造有限公司現(xiàn)場(chǎng)檢查,出現(xiàn)次品原因?yàn)榇慊饻囟绕钏,淬火溫度測(cè)量不準(zhǔn)確是因?yàn)闊犭娕紲y(cè)溫系統(tǒng)未按要求使用補(bǔ)償導(dǎo)線。


    根據(jù)熱電偶測(cè)溫原理可知,熱電偶回路的熱電勢(shì)與測(cè)量溫度和熱電偶參考端溫度有關(guān),安裝在使用現(xiàn)場(chǎng)的熱電偶參考端溫度(指熱電偶接線盒處溫度)隨環(huán)境溫度變化而變化,不能恒定。在熱電偶參考端溫度波動(dòng)情況下,使用補(bǔ)償導(dǎo)線將參考端延長(zhǎng)到溫度較穩(wěn)定的環(huán)境或遠(yuǎn)離熱源的環(huán)境來補(bǔ)償熱電偶參考端溫度變化所產(chǎn)生的誤差。


    普通電線能傳送熱電偶測(cè)溫時(shí)產(chǎn)生的mV信號(hào),但不能補(bǔ)償將熱電偶參考端溫度延長(zhǎng)到儀表控制室,從而導(dǎo)致熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)出現(xiàn)溫度補(bǔ)償不準(zhǔn)確。

    正確方法:熱電偶信號(hào)傳送必須使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線,禁止用電纜替代補(bǔ)償導(dǎo)線。


    2、不同分度號(hào)熱電偶和熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線混用,引入測(cè)量誤差

    某單位使用S型熱電偶測(cè)量爐膛溫度,工作人員知道熱電偶必須使用補(bǔ)償導(dǎo)線,便用庫(kù)存K型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線將鉑銠10-鉑熱電偶信號(hào)連接到顯示儀表(如圖2所示),使用中發(fā)現(xiàn)實(shí)際爐溫與測(cè)量值偏差很大,后經(jīng)云潤(rùn)公司將補(bǔ)償導(dǎo)線更換更換為SC后測(cè)溫恢復(fù)正常。


    按照國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局規(guī)定,熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電勢(shì)及允許誤差應(yīng)符合JJG 351-1996工作用廉金屬熱電偶檢定規(guī)程及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,不同分度號(hào)對(duì)應(yīng)的熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線在同一環(huán)境溫度下的所產(chǎn)生的熱電勢(shì)不同,將不同分度號(hào)熱電偶與熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線混用,必然給熱電偶測(cè)量系統(tǒng)引入熱電偶參考端溫度補(bǔ)償誤差。


    正確方法:各種熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線必須與對(duì)應(yīng)分度號(hào)的熱電偶配用。 

                                             

                                     圖2:熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線不匹配 


    3、熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線絕緣層破損

    在熱電偶接線和安裝使用過程中,偶爾會(huì)出現(xiàn)熱電偶接線盒出線口處和補(bǔ)償導(dǎo)線其他部位絕緣層磨損,故障現(xiàn)象表現(xiàn)為顯示儀表或DCS系統(tǒng)溫度顯示值一般偏小。

    正確方法:尋找補(bǔ)償導(dǎo)線絕緣層破損點(diǎn),重新進(jìn)行絕緣處理,恢復(fù)儀表正常顯示值。


    4、熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線正負(fù)極性接反,引入測(cè)量誤差

    某化工廠在更換現(xiàn)場(chǎng)熱電偶后出現(xiàn)溫度測(cè)量值與實(shí)際溫度有較大偏差,有時(shí)高有時(shí)低。仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線極性正負(fù)接反,按照極性調(diào)整補(bǔ)償導(dǎo)線接線后故障消除。


    熱電偶和熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線都有正負(fù)極之分,補(bǔ)償導(dǎo)線極性反接時(shí)儀表顯示值變化很大:

    (1)補(bǔ)償導(dǎo)線極性反接后,當(dāng)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接處溫度高于控制室溫度時(shí),儀表顯示溫度低于實(shí)際測(cè)量溫度。

    (2)補(bǔ)償導(dǎo)線極性反接后,當(dāng)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接處溫度低于控制室溫度時(shí),儀表顯示溫度高于實(shí)際測(cè)量溫度。

    (3)補(bǔ)償導(dǎo)線極性反接后,當(dāng)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接處溫度與控制室溫度相同時(shí),儀表顯示溫度與實(shí)際溫度相同。


    經(jīng)理論證明,熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線使用時(shí)將極性接反導(dǎo)致的誤差約為不用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)的2倍。


    不同型號(hào)熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線正極絕緣層顏色均為紅色層,負(fù)極顏色不同,可根據(jù)絕緣層顏色區(qū)分補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)。

    正確方法:正確區(qū)分熱電偶及熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線正負(fù)極,極性不能反接。

    補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)配套熱電偶絕緣層顏色熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線護(hù)套顏色

    一般用耐熱用

    正極負(fù)極普通級(jí)精密級(jí)普通級(jí)精密級(jí)

    RCR型熱電偶紅綠黑灰黑黃

    SCS型熱電偶紅綠黑灰黑黃

    KCAK型熱電偶紅藍(lán)黑灰黑黃

    KCBK型熱電偶紅藍(lán)黑灰黑黃

    KXK型熱電偶紅黑黑灰黑黃

    NCN型熱電偶紅灰黑灰黑黃

    NXN型熱電偶紅灰黑灰黑黃

    EXE型熱電偶紅棕黑灰黑黃

    JXJ型熱電偶紅紫黑灰黑黃

    TXT型熱電偶紅白黑灰黑黃

    5、熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線與接線端子接觸不良

    熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線比較硬,導(dǎo)線與接線端子間在接線或使用過程中容易出現(xiàn)接觸不良,此類故障現(xiàn)象反映為儀表或DCS系統(tǒng)無顯示值或顯示值超量程。

    處理方法:緊固接線端子,消除接觸不良故障,回復(fù)儀表正常測(cè)量顯示。


    6、熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接點(diǎn)溫度超過規(guī)定的使用范圍

    普通熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線使用溫度在0-100℃;耐高溫補(bǔ)償導(dǎo)線使用溫度在0-200℃。比如R型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線Rc和S型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線Sc均為補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線,在各類補(bǔ)償導(dǎo)線中準(zhǔn)確度最低,在0-60℃環(huán)境中使用誤差較小,在0-150℃環(huán)境中使用有較大負(fù)誤差。

    正確方法:一般補(bǔ)償型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線使用環(huán)境溫度不超過100℃,高溫型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線使用可達(dá)200℃


    7、熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線中間有接頭,接頭處接觸不良

    在熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線生產(chǎn)過程中單位長(zhǎng)度內(nèi)接頭數(shù)量對(duì)于生產(chǎn)商而言有相關(guān)質(zhì)國(guó)家量標(biāo)準(zhǔn)約束,生產(chǎn)商會(huì)做相應(yīng)處理。在長(zhǎng)距離敷設(shè)補(bǔ)償導(dǎo)線中長(zhǎng)度不夠需要接線,常見施工人員將補(bǔ)償導(dǎo)線接頭處擰在一起做絕緣處理后就投入使用,使用一段時(shí)間后出現(xiàn)測(cè)量不準(zhǔn),誤差增加。

    正確方法:如需要延長(zhǎng)補(bǔ)償導(dǎo)線長(zhǎng)度,應(yīng)將同型號(hào)補(bǔ)償導(dǎo)線相同極性線相連接,連接牢固可靠并進(jìn)行焊接,做絕緣處理后投入使用。                                                    

                                              圖3:熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線接頭 


    8、補(bǔ)償導(dǎo)線與動(dòng)力電纜平行敷設(shè),信號(hào)被干擾

    某企業(yè)在施工過程中將熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線與電氣動(dòng)力平行敷設(shè)在同一電纜橋架中,系統(tǒng)投入使用后出現(xiàn)DCS系統(tǒng)顯示熱電偶溫度忽高忽低,經(jīng)反復(fù)檢查確認(rèn)為熱電偶測(cè)量信號(hào)被動(dòng)力線路干擾,由此引起溫度測(cè)量誤差最高達(dá)一百多度。 

    正確方法:施工過程中熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線與動(dòng)力電纜同向敷設(shè),將電力橋架與儀表信號(hào)橋架分別敷設(shè),并采用屏蔽型補(bǔ)償導(dǎo)線。如避免不了補(bǔ)償導(dǎo)線與動(dòng)力電纜在同一橋架,橋架內(nèi)部應(yīng)設(shè)置屏蔽隔板或交叉敷設(shè),最大程度降低熱電偶信號(hào)被干擾機(jī)率。


    9、長(zhǎng)距離使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線,因信號(hào)衰減和干擾引入測(cè)量誤差

    熱電偶測(cè)溫時(shí)產(chǎn)生的電勢(shì)值為mV信號(hào),因補(bǔ)償導(dǎo)線用長(zhǎng)度增加出現(xiàn)信號(hào)衰減和現(xiàn)場(chǎng)磁電干擾耦合,使儀表或DCS系統(tǒng)溫度顯示值波動(dòng)。

    處理方法:

    (1)需要長(zhǎng)距離敷設(shè)補(bǔ)償導(dǎo)線,補(bǔ)償導(dǎo)線線徑應(yīng)不低于Φ1.5mm2,減少mV信號(hào)衰減。

    (2)選用屏蔽型補(bǔ)償導(dǎo)線,并將屏蔽層按規(guī)范接地(必須讓屏蔽層在補(bǔ)償導(dǎo)線一端接地,接地并入儀表信號(hào)接地網(wǎng),禁止將接地并入工廠電氣接地網(wǎng)),避免因屏蔽層接地不正確而引入測(cè)量誤差。

    (3)使用溫度變送器,將就地?zé)犭娕夹盘?hào)轉(zhuǎn)換為4-20mA信號(hào)傳輸,提高信號(hào)抗干擾能力。


    10、熱電偶選配熱電偶溫度變送器后,不需要補(bǔ)償導(dǎo)線?

    熱電偶溫度變送器通常安裝在熱電偶接線盒內(nèi)和控制柜內(nèi),這是兩種不同結(jié)構(gòu)的溫度變送器:

    (1)溫度變送器安裝在熱電偶接線盒內(nèi)構(gòu)成一體化熱電偶溫度變送器,熱電偶偶絲直接接到溫度變送器輸入端上,輸出為二線制4-20mA信號(hào),變送器與顯示儀表或DCS系統(tǒng)直接用雙絞線或兩芯屏蔽電纜連接,不使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線。

                                                 

                                  圖4:一體化溫度變送器不使用補(bǔ)償導(dǎo)線


    (2) 如果溫度變送器安裝在控制柜內(nèi),熱電偶與溫度變送器之間連接必須使用補(bǔ)償導(dǎo)線,變送器與顯示儀表或DCS系統(tǒng)直接用雙絞線或兩芯屏蔽電纜連接,不使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線。

    正確方法:熱電偶溫度變送是否使用補(bǔ)償導(dǎo)線必須按實(shí)際應(yīng)用來確定。                                         

                             圖5:連接熱電偶和導(dǎo)軌式溫度變送器必須使用補(bǔ)償導(dǎo)線


    正確使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線,相關(guān)從業(yè)人員需要了解熱電偶工作原理和補(bǔ)償導(dǎo)線工作原理,更要有強(qiáng)烈責(zé)任感和認(rèn)真踏實(shí)的工作態(tài)度,這樣才能避免上面所述錯(cuò)誤發(fā)生,從而保證熱電偶精確。

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