热电偶温度计量常见问题的处理措施探讨

张明　刘书霞

摘 要：工业生产中温度是必不可少的控制因素，对工业生产的意义重大。为了实现精确化控制温度，热电偶测温仪表应用越来越广泛。但由于众多因素的综合影响，热电偶的使用会出现一定的误差而失准。研究热电偶温计量问题对解决生产难题具有重要作用。本文简要说明了热电偶的测温基本原理，分析了热电偶温度计测量误差来源和原因，并提出热电偶误差校正的有效方法，给出热电偶的使用注意事项，为热电偶的维护和保养提供一些参考。

关键词：热电偶温度计量;常见问题;处理措施

工业生产对环境温度要求较高，为保证温度在生产范围内，需要利用仪器进行环境测温。而最常的测温仪器就是热电偶温度计。热电偶的优势较多，能够更精确的测出环境温度来指导生产作业。热电偶温度传感器能够直接与环境接触，省去中间介质的传递，温度测量更精确，误差更小。而且热电偶结构简单，造型可根据需求随意变化，操作简单，性价比很高。但是，热电偶的使用需要严格的操作规程，一旦使用不规范，或保养不到位，热电偶就会产生温量计量误差，给工业生产带来困扰。因此，对热电偶的误差来源进行分析并寻找解决对策是十分必要的。

一、热电偶工作原理

热电偶进行测温时，利用塞贝克效应（Seebeckeffect），将不同热导体间的温度差转化成电信号，再利用二次仪表转化为我们直观看到的温度显示值。当温度差越大时，不同导体间的电流就会越强，产生的电信号也越强，两者成正相关。强温差使得强电流产生强大的电信号，从而在仪表上可以看到由强温差转化而来的测温值。热电偶具有准确度高，灵敏性高，测温响应时间短，并可以直接接触待测物质等优点。同时，热电信号可以远距离发送，为工业自动化控制的实现提供助力。但是，热电偶随着使用频率的增多，精确度会逐渐下降，需要不断进行误差来源追溯，加强维护、保养和校正，才能将超差有效的避免，提高热电偶的测温质量和精确度。

二、热电偶温度计量的常见问题

2.1 热电偶安装不合理引起的问题

热电偶在对待测物质进行测温时，位置的选择十分的重要，对其精确度影响较大。一旦位置安装不对，插入深度不达使用标准，热电偶工作误差就会随之增大。而且由于没同物质的导热性能不同，应用热电偶时，要对插入深度进行校正与调整，并反得试验来确度深度，否则误差控制很难到位。

2.2 热辐射以及导热问题

热辐射范围较大，会对正在测量的热电偶测量端产生辐射热影响，成为测量误差的来源之一。而导热误差则是热电偶本身构造所形成的，其导体导热随着长度的变化会出现温度差，使得温度指示值出现偏差。

2.3 热电偶动态响应问题

热电偶的动态响应问题是指热电偶进入待测物质后，其指示值响应时间超出了标准响应时间。热电偶是插入式测温，需要测量端与待测物温度无偏差，才能进行电信号的转化。因此，这种响应时间的快速直接影响着其灵敏度。这种灵敏度受构造和使用环境温度条件所影响。静止测量时，热电偶灵敏度高，准确度高。而当待测物质温度是动态变化状态时，热电偶或无法与这种变化保持同步，就会产生动态响应误差，使每一时刻的测量值出现偏差。

2.4 测量系统漏电引起的问题

热电偶结构存在缺陷，如绝缘层老化开裂而漏电，温度差形成的热电流损失，热电势受影响，导致测量端出示的温度值与实际温度存在温差误差，甚至出现测量值无法显示的故障。

三、热电偶测量常见问题的处理措施

3.1 合理选择测温点与插入深度

选择恰当的位置和深度对于热电偶测温来说非常关键。采集待测环境数据，然后对其做出分析总结，找到最合适的检测点，就可以保证测量的准确度，消除测温误差，更好的检测并且控制温度。综合考虑热电偶的结构、密封性、材质等方面，加上深度检测实践，同时分析总结规律，以此来确定最佳深度。虽然一些测量环境存在差异，但是为了避免温差超差问题，所以仍然需要通过实验确定最佳深度。

3.2 修正热辐射导热问题

热辐射误差修正主要有以下两个办法：第一，用对流形式降低辐射热;第二，用隔离措施控别热交换。导热误差方法的修正基本相似，因此可以加强对流、降低导热都非常可行。

3.3 修正热电偶动态响应问题

热电偶的灵敏性通过其动态响应强弱来表现。只有将其灵敏性提高了，才能使得热响应速度加快。另外，加快热传感响应速度和调小滞后时间也是其校正的两个重要层面。通过研究成果可以知道，热电偶的响应速度越快，它的接点体积就越小，接触面积就越大。所以，可以通过改变检测端的外表形态减小热电偶接点体积以此进行校正，同时增大与待测液的接触面来缩小滞后时间。另外，热电偶传感器的材质，需要有导热性强、热响应快的特点，这样才能把误差控制在安全范围之内，发挥出其最佳性能。

3.4 修正测量系统漏电问题

因为热电偶测温系统存在电流变化，加上绝缘层也易老化，所以为了避免其漏电误差，定期进行维修保养成了一项不可缺少的工作。除此以外，避免误差超差也能通过增大热电偶直径或者加厚保护层来实现。

3.5 温度计量装置死机问题的处理措施

首先，应当关闭电源，在20s之后再对其重新开机，如果重新开机对其没有解决效果，表明是内部系统出现故障，应当找专业维修人员进行维修。因此需要将其汇报给电工和电气管理人员，聘请专业师傅对其进行处理，禁止自行开机修理，否则可能因操作问题而导致系统崩坏。其次，需要做好维护工作，机器如人，长时间不保养便会出现局部坏死现象，机器的反应灵敏度也会大大下降，精准度也会受到影响，降低了计量工作的可靠性。检测和维护温度计量装置设备的方式有很多种，其中一种——应用辐射监测原理，需要对周围环境进行校准。

结束语

综上所述，热电偶温度计量工作的开展对工业生产方面有很大利益，对企业的可持续發展起到了十分重要的作用。热电偶温度计量工作的顺利开展需要各种类型计量装置和科学的支持，通过科学合理的装置来发挥其重要作用。热电偶温度计量有众多优势，在工业生产中应用广泛，企业应当对其有更高的重视，加强对温度计量工作的开展，结合实际发展情况，改良创新出与时俱进的温度计量工具。

参考文献

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