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        引言

        隨著科技的發(fā)展 ,自動(dòng)化水平不斷提高 ,熱處理行業(yè)對(duì)測(cè)溫精度的要求越來(lái)越高 ,尤其是“熱處理爐有效加熱區(qū)測(cè)定方法”中 ,對(duì)Ⅰ類爐的保溫精度要求高達(dá) ±3℃[1]。為了確保溫度量值的準(zhǔn)確可靠 ,對(duì)新制或使用中熱電偶進(jìn)行定期或不定期檢定是十分必要的。當(dāng)前 ,國(guó)內(nèi)僅有熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線及儀表各自的檢定規(guī)程 ,但沒(méi)有熱電偶高溫計(jì)等測(cè)溫系統(tǒng)的檢定規(guī)程。因此 ,對(duì)于測(cè)溫系統(tǒng)的檢定 ,只能采用分立元件法 ,即對(duì)構(gòu)成測(cè)溫系統(tǒng)的元件及儀表分別進(jìn)行檢定。此種檢定方法是離線的 ,不能對(duì)測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行在線整體檢定。對(duì)于廣泛應(yīng)用的各種熱電偶數(shù)字溫度計(jì)的檢定 ,尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本文將對(duì)熱處理爐用熱電偶測(cè)溫精度進(jìn)行分析 ,并提出相應(yīng)的解決辦法供應(yīng)用參考。 1測(cè)溫系統(tǒng)的分立元件檢定法

        關(guān)于測(cè)溫系統(tǒng)的檢定方法 ,目前有兩種方式 :分立元件檢定法和整體校準(zhǔn)法。依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ,對(duì)熱電偶的檢定 ,應(yīng)在計(jì)量室進(jìn)行。因此 ,使用中的熱電偶必須從安裝位置取下來(lái) ,送計(jì)量部門檢定。有關(guān)熱電偶的檢定周期 ,一般為半年 ,在特殊情況下 ,可依據(jù)使用條件確定。這種離線式檢定方法存在的問(wèn)題是 :經(jīng)過(guò)計(jì)量室檢定合格的產(chǎn)品 ,在現(xiàn)場(chǎng)使用條件下不一定是合格的。這種現(xiàn)象鮮為人知 ,未引起人們的重視。究其原因 :

        熱電偶絲不均質(zhì)影響

        (1)熱電偶材質(zhì)本身不均質(zhì)

        熱電偶在計(jì)量室檢定時(shí),按規(guī)程要求 ,插入檢定爐內(nèi)的深度只有 300 mm。因此每支熱電偶的檢定結(jié)果 ,確切的說(shuō)只能體現(xiàn)或主要體現(xiàn)出從測(cè)量端開(kāi)始 300 mm長(zhǎng)偶絲的熱電行為 ,然而,當(dāng)熱電偶的長(zhǎng)度較長(zhǎng) ,使用時(shí)大部分偶絲處于高溫區(qū),如果熱電偶絲是均質(zhì)的 ,那么依據(jù)均質(zhì)回路定則 ,測(cè)量結(jié)果與長(zhǎng)度無(wú)關(guān)?？墒菬犭娕冀z并非均質(zhì) ,尤其是廉價(jià)金屬熱電偶絲其均質(zhì)性較差 ,這樣不均質(zhì)的熱電偶絲又處于具有溫度梯度的場(chǎng)合 ,那么其局部將產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì) ,該電動(dòng)勢(shì)稱為寄生電動(dòng)勢(shì) ,由寄生電動(dòng)勢(shì)引起的誤差稱為不均質(zhì)誤差

        (2)熱電偶絲經(jīng)使用后產(chǎn)生的不均質(zhì)

        對(duì)于新制的熱電偶即使是均質(zhì)的 ,經(jīng)反復(fù)加工、彎曲致使熱電偶產(chǎn)生加工畸變 ,也將失去均質(zhì)性 ,而且使用中熱電偶長(zhǎng)期處于高溫下 ,也會(huì)因偶絲的變化引起熱電動(dòng)勢(shì)變化。例如:插入熱處理爐中的熱電偶 ,將沿偶絲長(zhǎng)度方向產(chǎn)生劣化 ,并隨溫度升高 ,劣化增大 ,當(dāng)劣化的部分處于具有溫度梯度的場(chǎng)所 ,也將產(chǎn)生寄生電動(dòng)勢(shì)疊加在總電動(dòng)勢(shì)中而出現(xiàn)測(cè)量誤差。

        鎧裝熱電偶的分流誤差

        (1)分流誤差

        所謂分流誤差即用鎧裝熱電偶測(cè)量爐溫時(shí) ,當(dāng)熱電偶中間部分的溫度有超過(guò) 800℃的溫度分布存在時(shí) ,因其絕緣電阻下降 ,熱電偶示值出現(xiàn)異常的現(xiàn)象 ,稱為分流誤差。依據(jù)均質(zhì)回路定則 ,用熱電偶測(cè)溫只與測(cè)量端與參考端溫度有關(guān) ,與中間溫度分布無(wú)關(guān)?？墒怯捎阪z裝熱電偶的絕緣物是粉末狀態(tài)的 MgO,溫度每升高 100℃,其絕緣電阻下降一個(gè)數(shù)量級(jí) ,當(dāng)中間部位溫度較高時(shí) ,必定有漏電流產(chǎn)生 ,致使熱電偶產(chǎn)生分流誤差。

        (2)分流誤差產(chǎn)生的條件

        將直徑 !)4.8 mm,長(zhǎng)度 25 m的鎧裝熱電偶水平插入爐內(nèi) ,中間部位加熱帶的長(zhǎng)度為 20 m,溫度為 1 000℃。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是 ,如果測(cè)量端溫度高于中間部位溫度 ,則產(chǎn)生負(fù)誤差 ;相反則產(chǎn)生正誤差。如果測(cè)量端與中間部位的溫差為 200℃,那么產(chǎn)生的分流誤差約為 100℃。如此大的誤差是絕對(duì)不能忽視的。