溫度在上業(yè)生產(chǎn)流程控制中有著極其重要的作用，溫度測(cè)量系統(tǒng)為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，反映測(cè)點(diǎn)中的溫度高低，確保生產(chǎn)的安全、經(jīng)濟(jì)、高效的運(yùn)行。溫度測(cè)量系統(tǒng)主要由溫度敏感元件、轉(zhuǎn)換單元和顯示或控制單元構(gòu)成，一般轉(zhuǎn)換單元和顯示或控制單元由電子電路完成，其故障分析遵循一般電路分析規(guī)律。本文主要對(duì)熱電阻溫度元件的常見(jiàn)故障作簡(jiǎn)單分析。

熱電阻元件工作原理
熱電阻元件常用的有銅熱電阻和鉑熱電阻兩類(lèi)，由于這兩種金屬的電導(dǎo)率跟隨溫度基本呈線性變化，故采取檢測(cè)元件阻值的方法達(dá)到檢測(cè)溫度的目的。溫度元件在溫度為0℃時(shí)的阻值稱(chēng)為元件的分度號(hào)，現(xiàn)在最常見(jiàn)的有Cu50、Pt100兩種。

熱電阻測(cè)溫元件常見(jiàn)故障分類(lèi)
熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)工作相對(duì)較為穩(wěn)定可靠，熱電阻元件使用周期平均可達(dá)2年，一些常見(jiàn)故障可以分為以下4類(lèi)：
1、斷
熱電阻元件斷路，故障現(xiàn)象一般表現(xiàn)為顯示數(shù)據(jù)正溢出。原因可能是溫度元件開(kāi)路，連接導(dǎo)線接觸不良或斷開(kāi)。一般測(cè)點(diǎn)振動(dòng)較大或元件保護(hù)套管固定不牢等，可導(dǎo)致系統(tǒng)工作時(shí)元件被振斷或接頭振松，造成此故障的出現(xiàn)。

2、短
溫度元件短路，主要是指溫度元件的完全或局部短路，故障現(xiàn)象一般表現(xiàn)為溫度顯示值為負(fù)數(shù)。溫度元件質(zhì)量差、工作環(huán)境振動(dòng)太大、連接導(dǎo)線短路可造成此故障的出現(xiàn)。

3、穿
穿指熱電阻軟擊穿，故障表現(xiàn)為顯示有時(shí)正常、有時(shí)不正常，不正常現(xiàn)象為跳變或示值不準(zhǔn)確，偏離正確值。

4、透
多見(jiàn)于含有流動(dòng)的固體顆粒的測(cè)溫環(huán)境中，負(fù)壓時(shí)表現(xiàn)為顯示值偏離真實(shí)值而接近于室溫，原因是元件的保護(hù)套管被流動(dòng)的固體介質(zhì)磨透，因漏風(fēng)而導(dǎo)致測(cè)量溫度偏向于室溫。如實(shí)際溫度高于室溫，則顯示溫度低，反之亦然。正壓時(shí)，會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)介質(zhì)污染元件影響測(cè)量的現(xiàn)象。若介質(zhì)導(dǎo)電，會(huì)出現(xiàn)短路的現(xiàn)象；若介質(zhì)不導(dǎo)電，則現(xiàn)象不明顯。

熱電阻軟擊穿的現(xiàn)象
熱電阻軟擊穿后，現(xiàn)象較為奇怪：故障出現(xiàn)時(shí)，維護(hù)周期有的平均僅有1周，每次維護(hù)只要更換元件即可解決問(wèn)題，但換下來(lái)的元件經(jīng)測(cè)量完全正常。即使元件不拆，在運(yùn)行環(huán)境中用萬(wàn)用表測(cè)阻值也很正常，測(cè)量電阻換算后的溫度值與實(shí)際值也相對(duì)應(yīng)。整個(gè)系統(tǒng)在重新送電的情況下可恢復(fù)正常，稍后又出現(xiàn)故障系統(tǒng)不正常時(shí)，有時(shí)顯示為溢出，有時(shí)顯示不穩(wěn)定，有時(shí)偏低。

熱電阻軟擊穿的特點(diǎn)
通過(guò)總結(jié)，溫度元件軟擊穿有以下幾個(gè)重要特點(diǎn)：
1、鉑電阻元件質(zhì)量較差時(shí)易出現(xiàn)此故障。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，此類(lèi)故障占總故障的86%由此可以看出，鉑電阻元件質(zhì)量較差是導(dǎo)致鉑電阻軟擊穿的主要原因。鉑電阻元件質(zhì)量差表現(xiàn)在骨架絕緣低、鉑(銅)金屬質(zhì)量差、制作工藝水平低等。

2、熱電阻溫度元件的工作溫度超過(guò)其工作范圍的上限或在上限附近時(shí)易出現(xiàn)此故障。如Pt100若經(jīng)常工作在500℃的環(huán)境中，則發(fā)生故障的幾率很高。

3、熱電阻元件在脫離工作環(huán)境后能恢復(fù)正常，低溫下能正常工作，軟擊穿故障消失，這是溫度元件軟擊穿的重要特點(diǎn)。

熱電阻軟擊穿的電學(xué)機(jī)理
熱電阻溫度元件軟擊穿后，將失去原有的電學(xué)特性。熱電阻元件在其正常工作范圍內(nèi)的任一溫度下應(yīng)具有普通電阻的基本特性。在熱電阻軟擊穿后，其U、I曲線不再線性，在電流達(dá)到一定值時(shí)絕緣下降，熱電阻擊穿，阻值下降，阻值與溫度之間不再具有對(duì)應(yīng)關(guān)系。熱電阻軟擊穿元件的實(shí)際UI特性圖如下圖所示。



經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量，已發(fā)生軟擊穿故障的熱電阻擊穿溫度約為350℃，擊穿最小電流為0.6-0.8mA不等，一般測(cè)量回路的測(cè)量電流為.06mA，有的為增強(qiáng)靈敏度，電流甚至達(dá)1mA以上，所以對(duì)于質(zhì)量較差的溫度元件在溫度較高的工作狀態(tài)下測(cè)量回路電流大于.06mA時(shí)易出現(xiàn)軟擊穿故障。當(dāng)回路電流小于0.6mA時(shí)，軟擊穿現(xiàn)象消失，因?yàn)槿f(wàn)用表電阻檔測(cè)量回路電流僅為0.1mA左右，所以用萬(wàn)用表難以檢測(cè)出軟擊穿元件的故障。

熱電阻測(cè)溫故障解決辦法
根據(jù)熱電阻測(cè)溫的各種故障原理做相應(yīng)處理，見(jiàn)表1

熱電阻軟擊穿的原因及熱電阻軟擊穿故障處理