熱電阻是基于金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體電阻值與溫度成一定函數(shù)關(guān)系的原理實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量的。目前使用的金屬熱電阻材料有銅、鉑、鎳、鐵等,實(shí)際應(yīng)用最廣的是銅、鉑兩種材料,并已經(jīng)列入了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。
熱電阻分類
鉑電阻由純鉑絲燒制而成,其使用溫度范圍為-200~650℃。鉑電阻的特點(diǎn)是精度高、性能可靠、抗氧化性好、物理化學(xué)性能穩(wěn)定。
銅電阻一般用于-50~150℃范圍的溫度測(cè)量。它的特點(diǎn)是電阻值與溫度之間基本為線性關(guān)系,電阻溫度系數(shù)大,且材料易提純,價(jià)格便宜,但它的電阻率低,易氧化,所以在溫度不高,測(cè)溫元件體積無特殊限制時(shí),可以使用銅電阻。
熱電阻安裝和維護(hù)
①在一般管道中安裝時(shí),保護(hù)套管端部應(yīng)達(dá)到管道中心處,對(duì)于高溫高壓,感溫元件的插人深度應(yīng)在70-100mm之間。安裝時(shí),應(yīng)保證測(cè)量元件與流體充分接觸,因此要求測(cè)溫元件迎著被測(cè)介質(zhì)流向,至少要與被測(cè)介質(zhì)的流向成90°,切勿與被測(cè)介質(zhì)形成順流。
②在其他容器中安裝時(shí),其插入深度應(yīng)能準(zhǔn)確反映被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際溫度。
③在直徑小于76mm的管道上安裝時(shí),應(yīng)加裝擴(kuò)大管或選用小型感溫元件。
④熱電阻的安裝應(yīng)盡量避開其他熱源、磁場(chǎng)、電場(chǎng),防止外來干擾。
⑤熱電阻與套管間的對(duì)地絕緣電阻,不應(yīng)小于2MΩ。
⑥安裝在高空的露天熱電阻要注意做好套管及引線的防水措施,以免熱電阻內(nèi)部進(jìn)水造成短路。
⑦安裝在高溫、高壓處的熱電阻要做好對(duì)引線的隔熱措施。
⑧使用中的熱電阻要不定期檢查接線盒是否蓋好,保護(hù)套管、軟管及穿線管是否破裂磨損或腐蝕,連接處是否松動(dòng)。
⑨定期進(jìn)行熱電阻的外部清潔工作。
熱電阻常見故障與處理
故障現(xiàn)象:熱電阻輸出電阻值偏低
故障原因:熱電阻局部短路或熱電阻絕緣能力降低
處理方法:更換熱電阻或通過清洗烘干提高電阻絕緣能力
故障現(xiàn)象:熱電阻偏高或無窮大
故障原因:熱電阻接線端子接觸不良或熱電阻內(nèi)部或引線斷開
處理方法:擰緊接線端子或更換電阻體
故障現(xiàn)象:溫度顯示值不穩(wěn)定
故障原因:熱電阻接線端子接觸不良或絕緣能力下降
處理方法:擰緊接線端子或清洗烘干電阻體提高其絕緣性能
故障現(xiàn)象:熱電阻阻值和溫度關(guān)系有變化
故障原因:熱電阻絲材受腐蝕變質(zhì)
處理方法:更換全新熱電阻
故障現(xiàn)象:與熱電阻配套的顯示儀表指示負(fù)值
故障原因:顯示儀表與熱電阻接線有誤或熱電阻短路
處理方法:入接線錯(cuò)誤改正接線;熱電阻短路則更換熱電阻、加強(qiáng)絕緣
熱電阻故障實(shí)例分析
1、測(cè)量示值偏高
①空分裝置測(cè)量空壓機(jī)軸溫的Pt100鉑電阻,二次儀表為數(shù)顯表YR-GFC803-01-08-HL-N-T,經(jīng)常發(fā)生指示偏高的現(xiàn)象
故障檢查、分析:Pt100鉑電阻在現(xiàn)場(chǎng)采用三線制連接,A、B之間接電阻體,B、C之間短接,當(dāng)A線接觸不良時(shí),阻值變大,溫度指示偏高,B或C線接觸不良時(shí),溫度指示會(huì)偏低。
故障處理:重新緊固現(xiàn)場(chǎng)的A端子及儀表上的A端子。消除溫度指示偏高的現(xiàn)象。
②工藝操作人員反映裝置溫度點(diǎn)TIC0405指示比實(shí)際值高
故障檢查、分析:測(cè)量阻值,參考溫度對(duì)照表,溫度變送器YR-ER213正常,將Pt100電阻體拆下檢查,使用萬用表測(cè)量電阻體有斷路現(xiàn)象,電阻體斷路導(dǎo)致電阻過大,使溫度點(diǎn)指示最大。
故障處理:更換新鉑電阻元件后指示恢復(fù)正常。
溫度變送器與熱電阻可構(gòu)成一體化溫度變送器
③合成氨裝置一測(cè)量0-200℃的一體化智能溫度變送器,指示偏高于實(shí)際溫度
故障檢查、分析:該變送器一次元件為Pt100,采用三線制連接,分析指示偏高主要有以下三種原因:一次元件超差、智能溫度變送器超差、線路阻值高。經(jīng)校驗(yàn)一次元件合格,智能溫度變送器合格,在測(cè)量線路阻值時(shí),發(fā)現(xiàn)B、C線阻值超過正常阻值。
故障處理:把各接線端子重新緊固后,故障消失。
④某裝置工藝反映T407-2點(diǎn)顯示信號(hào)時(shí)而最大時(shí)而正常
故障檢查、分析:分析是接觸不好,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各點(diǎn)重新進(jìn)行了接線、緊固處理,顯示正常。過一天又出現(xiàn)此現(xiàn)象,于是對(duì)電纜進(jìn)行了校線,發(fā)現(xiàn)電纜時(shí)通時(shí)斷,后經(jīng)查找發(fā)現(xiàn)在一低處穿線管內(nèi)有斷線處,因測(cè)溫點(diǎn)在室外,雨水順導(dǎo)線流入穿線管低處,又由于年久,積水加老化腐蝕導(dǎo)線斷路,當(dāng)對(duì)接點(diǎn)重新接線時(shí),碰動(dòng)斷點(diǎn)接上,指示正常,再有振動(dòng)又?jǐn)嚅_,指示又最大,這樣反復(fù)出現(xiàn)指示不正?,F(xiàn)象。
故障處理:對(duì)此處進(jìn)行了更換后恢復(fù)正常。
⑤某石化裝置100#溫差TDI108指示偏高
故障檢查、分析:TDI107與TDI108是測(cè)量氧氣混合站前后的溫度差,兩套系統(tǒng)前后兩對(duì)測(cè)溫點(diǎn)位置非常接近,正常都指示-1℃左右,此時(shí)TDI108指示0.6℃,指示正值是不符合工藝條件的,因?yàn)檠鯕饣旌险境隹跍囟葢?yīng)比入口溫度略低,通常應(yīng)該為1℃左右。首先檢查現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫元件的接線端子,發(fā)現(xiàn)端子上有銹痕,因?yàn)闇y(cè)溫元件是熱電阻,端子上有銹痕,使接觸電阻變大,直接影響了測(cè)量結(jié)果,防爆密封接頭密封不嚴(yán),接線盒蓋密封不嚴(yán)是導(dǎo)致端子上有銹的主要原因。
故障處理:處理后,TDI108指示正常。
2、測(cè)量示值偏低、不穩(wěn)、不變
①加氫溫度指示TI1508指示不穩(wěn),數(shù)值偏低
故障檢查、分析:經(jīng)檢查是熱電阻接線端子與卡件處接觸不良引起的。
故障處理:用螺絲刀重新刮新并緊固后正常。
②裝置加熱器E401入口溫度TR402工藝反映指示值比實(shí)際值低
故障檢查、分析:溫度變送器確認(rèn)沒有問題,檢查電阻體保護(hù)套管發(fā)現(xiàn)內(nèi)有金屬屑、灰塵。
故障處理:清理保護(hù)套管內(nèi)的雜物,處理后指示正常。
③水汽循環(huán)水氮?dú)鉁囟戎甘静▌?dòng)
故障檢查、分析:溫度波動(dòng)原因一般是由于元件到顯示儀表部分各端子連接不好造成的,檢查一次測(cè)溫元件,發(fā)現(xiàn)故障原因?yàn)橐淮螠y(cè)溫元件與連接導(dǎo)線之間的端子排螺釘松動(dòng)造成溫度指示波動(dòng)。
故障處理:緊固螺釘后,指示正常。
④硝酸782工號(hào)漂白塔溫度指示不準(zhǔn)
故障檢查、分析:通過測(cè)量熱電阻的電阻值發(fā)現(xiàn)盤后值與現(xiàn)場(chǎng)值差距較大,發(fā)現(xiàn)盤后接線端子的接觸不是很好,電阻較大。
故障處理:重新對(duì)端子進(jìn)行接線,示值正常。
⑤加氫車間TI615用于測(cè)量二級(jí)冷卻器溫度,在前一段時(shí)間工藝檢修冷卻器后出現(xiàn)指示溫度只在-3~2℃之間變化,而實(shí)際溫度應(yīng)該在18℃左右,指示偏低故障檢查、分析:一般出現(xiàn)此類現(xiàn)象多為元件誤差大或元件一次檢測(cè)部分接觸水分,造成指示有誤的現(xiàn)象。將一次元件從保護(hù)套管中取出,發(fā)現(xiàn)檢測(cè)部分浸有水分,判斷元件套管漏或進(jìn)水,但由于所測(cè)量介質(zhì)為硝基苯,所以套管未漏,是由于熱電阻接線盒密封不好造成元件套管進(jìn)水,由于水的導(dǎo)熱比金屬慢且起到降溫作用,導(dǎo)致指示偏低。
故障處理:將套管內(nèi)水分去除后指示正常。
⑥原料車間55#庫24罐溫度指示不變
故障檢查、分析:溫度不變故障多為元件故障、溫度變送器故障兩種原因。檢查一次測(cè)溫元件,正常。在現(xiàn)場(chǎng)用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱加0-100℃的電阻信號(hào),顯示儀表仍無變化,但在控制盤后,溫度變送器輸人端檢測(cè),有信號(hào)變化。在溫度變送器用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱加0-100℃的電阻輸入信號(hào),顯示儀表無變化,且顯示儀表檢查正常。判斷故障點(diǎn)在溫度變送器處,對(duì)溫度變送器進(jìn)行校驗(yàn)檢查時(shí),溫度變送器量程板損壞。
故障處理:更換量程板,故障現(xiàn)象消失。
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