淺談溫度計量中熱電偶與自動檢測系統有關的幾個問題

陳曉雷

摘 要：隨著工業化進程的加快，工業中的熱電偶自動系統得到了普及使用，也簡化了熱電偶的測溫過程，但是在應用的過程中，熱電偶自動檢測系統中還是會存在一些問題。本文主要分析了熱電偶自動檢測系統的幾個常見問題，并以此為基礎，闡述了熱電偶自動檢測系統容易出現問題的主要原因，希望能夠為技術人員溫度檢定的相關工作提供一些理論借鑒。

關鍵詞：溫度計量；熱電偶；自動檢測系統

引言

在人類生產生活的過程中，溫度作為能夠衡量物體特征的重要參數，會對生產生活的方方面面產生重要的影響。在工業生產的過程中，常常需要對物體的溫度進行監控測量，使得產品的生產環境能夠維持在標準的溫度下，而熱電偶作為溫度計中測定溫度的重要組成部分，在使用過程中也會出現一些常見問題，由此需要對問題的原因進行充分研究，以便保障溫度計的功能得以被正常使用。

一、淺析熱電偶自動檢測系統的常見問題

（一）熱電偶測量時需要注意的問題

在工業生產活動中，熱電偶是一種能夠根據閉合回路中，產生的熱電勢差異來測量溫度的敏感元件。熱電偶可以將生產過程中產生的熱能轉化為電能，但這種熱電能指代的是熱電偶工作兩端溫度函數的差，而并不是工作兩端溫度差的函數，因此在使用過程中要注意這一點。其次，熱電偶生產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生多少成分，但是并不受熱電偶外部結構的影響。另外，熱電偶中熱電勢的強弱與其中的溫度差具有關聯，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的形式代表著工作端的溫度，在工業生產中測量溫度的時候，要將以上考慮到以上幾個方面的因素，以便提升對于測量過程中常見問題的認識。

（二）自動檢測系統中常見的問題

自動檢測系統可以實現對于熱電偶的檢定，在這一過程中需要先將待檢測的熱電偶與標準的熱電偶放入加熱爐中，繼而運用感應裝置對加熱爐升溫過程中，已經到達檢定標準的熱電偶值進行測量，最終系統在進行溫度補償后，就可以得知熱電偶的真實數據值。在一系列的升溫恒溫過程中，自動檢測系統復雜的構造內便會出現各種問題，這些都會影響到最終溫度值的準確判斷。首先，啟動熱電偶自動檢測系統后，軟件部分往往會出現故障問題，常見問題有軟件的參考端數值顯示為零或是提示出現異常的情況，這樣直到系統已經啟動之后，檢測的溫度也會一直位于溫度的負偏差狀態[1]。其次，在檢定熱電偶時，如果某處出現故障情況，也會導致加熱爐的溫度難以上升，或者是在檢定期間發生數值表跳字，恒溫段功率曲線出現毫無規律可言的異常變動情況。另外，還有一種常見問題會出現在溫度已經檢測完成的階段，通常表現為熱電偶的熱電動勢發生忽大忽小的變動，以上這些問題都是運用熱電偶進行測溫過程中經常會出現的，并且每一種問題造成的危害嚴重性都可大可小，在發生的階段如果不盡快采取有效的措施，便會導致最終檢定的溫度結果出現偏差，進而限制熱電偶自動檢測系統檢定能力的提升。

二、淺析熱電偶自動檢測系統的原因分析

（一）熱電偶自身存在著問題

在自動檢測的系統中，熱電偶溫度計量器經常被用來衡量與控制生產過程中的溫度變動情況，由此在運行過程中起著重要的作用，同時也會因為自身原因而引起各種問題。通常在溫度計量的過程中，會出現熱電偶的熱電動勢數值偏大或偏小的情況，在分析這種問題的原因時，應當明確從熱電偶的本身展開分析。一些熱電偶內部的熱電極有著細且軟的特征，在運行過程中容易發生變形情況，再加上熱電偶絲一旦發生變形或是扭曲的情況，勢必會引進容易改變熱電特性的應力，由此在測量溫度的過程中便會出現誤差。其次，熱電偶絲不僅有容易變形的屬性，在運行過程中還容易遭受污染，污染與否可以通過觀察熱電偶絲的表面來分析，被污染的熱電偶絲通常會呈現發黑和變暗的特征，并逐步發生氧化的現象，在檢查的時候就應當注意到這個問題，這種污染可以通過清洗的方式來緩解。

熱電偶在工業生產過程中檢測溫度時，需要按照標準而經歷一系列的流程，并且對于熱電偶插入加熱爐的深度也有著標準的規定，要求側量端的位置不能越過檢測爐溫度最高的區域，通常要放置到加熱爐的中間。而在實際的生產活動中，熱電偶的位置常常會受到生產操作的影響，出現插入過深或略淺的情況，如果在加熱爐沒有封堵好的前提下，熱量的流失便會影響到溫度檢測結果的準確性。由此，在檢查過程中要兼顧到熱電偶內部與外部的各項變動情況，以便及時檢查熱電偶是否出現被污染或是插入加熱爐深度不合理的現象，以便科學選取軟件自動補償的方式，結合參考端的溫度來自動衡量出最接近真實溫度的數值[2]。

（二）測量溫度時跳表的原因

在熱電偶測量溫度的時候，加熱率的溫度會出現會發生以跳表為主的各種問題，這時就需要從多個方面展開分析，仔細考證是否存在著多種原因導致問題的出現。在檢查軟件中的 PID參數是否被更改后，就應當重點檢查加熱爐內是否出現了故障問題，首先應當將加熱爐內部的溫度調節至1000℃左右，并讓此溫度保持半個小時時間，接著要觀察爐內放置的熱電偶參考端以及保護接地線之間的交流電壓數值，檢測數值是否超過了標準范圍內的100V，以此來判斷加熱爐是否出現外殼接地的情況。在工業生產過程中，如果加熱爐出現外殼接地的情況，并且同時伴隨有電壓超過100V的現象產生，就要觀察數值表中的數字還能否保持穩定，如果幾個條件都不能滿足，就基本可以判斷加熱爐已經發生漏電的情況，此時就應當盡快更換檢測系統溫度的加熱爐設備，以保障生產活動的正常進行。

其次，如果熱電偶在檢測時出現了數值跳動快并且難以穩定的情況，還需要注意周圍是否應用了容易對熱電偶產生干擾的高頻設備或大型設備，并且積極調控過程中設備的使用情況，以便合理選取測溫過程中需要用到的設備[3]。另外，在工業生產過程中，運行時間的延長也會導致運行功率的增加，進而增加線路當中存在的電流值，在功率與電流增加的情況下，會引發系統接點的打火現象，從而對加熱爐實際功率的測定產生影響，自然也會造成溫度測定值出現不尋常的波動情況。技術人員應當注意生產運行過程中是否出現功率不正常波動的情況，以便及時判斷加熱爐是否出現線路接觸不良的情況，從而快速檢查加熱爐內電路的全局運行情況，盡快調整好各線路的故障情況。

（三）溫度始終無法穩定的原因

應用熱電偶自動檢測系統測量溫度時，會出現系統溫度始終難以穩定或是出于負偏差的情況，通常要先對系統中的硬件進行檢查。檢查硬件時首先要判斷硬件的連接是否出現了問題，繼而運用系統來檢查計算機通訊以及通訊設備是否正常運行，再接著對加熱爐進行統一檢查。檢查加熱爐時，要先觀察加熱爐內的電源接線是否存在冒火花的現象，以便判斷加熱爐是否出現了故障，之后可以用測量儀器對加熱爐內的電阻進行測量，通過觀察電阻能否正常穩定在20Ω左右，以此來判斷加熱爐是否被燒壞，繼而實現故障問題排查的整個流程，實現問題檢定過程的精簡化，檢測效果的最大化。

三、結束語

綜上所述，隨著社會工業化進程的快速推進，未來勢必會對生產速度及生產效率有更高的要求，也決定著自動化程度發展前景的廣闊性。當前，要在設計與使用自動化系統上加大研究的力度，在生產生活中應用的時候，著重分析溫度計量過程中與熱電偶和自動檢測系統相關的問題，進而對測溫過程中各結構部件的使用性能展開分析，合理分辨熱電偶的正確使用方式，以此保證在生產生活中的合理應用。

參考文獻：

[1]李良. 溫度計量中熱電偶與自動檢測系統中的相關問題探討[J]. 魅力中國， 2016（20）.

[2]張寧. 溫度計量中熱電偶與自動檢測系統有關的幾個問題[J]. 中國新技術新產品， 2015（13）：56-57.

[3]武雪寶. 淺析溫度計量中熱電偶與自動檢測系統的相關問題[J]. 中國科技投資， 2017（18）.