关于热电偶的制备、安装、延伸和使用的实验室程序

关于热电偶的制备、安装、延伸和使用的实验室程序

1.目的

本实验室程序是针对温度测量中热电偶的制备、安装、延伸和使用情况制定的。

2.范围

本程序适用于电气和类似产品测试中温度测量所用热电偶。本程序描述了推荐的操作程序,该程序经证实是有效的。本程序并不限制其他有效实用的操作程序的使用。

3.责任

制备和使用热电偶的实验室工作人员有责任遵守本程序。

4.程序

4.1 热电偶应由经过培训的员工制备。

4.2 热电偶的制备要求如下:

4.2.1 剥去内绝缘层直至距离顶端约1.5mm处；

4.2.2 剥去外绝缘层(如有)直至距离顶端约15mm处；

4.2.3 顶端通过点焊连接。若CTL接受其他可靠的、一致的热电偶导线连接方式也可以采用。

注:以上所给出的代表性尺寸,并非必须的。

4.3 布置-热电偶测量接点必须布置在温度测量处,使其与被测零部位达到相同的温度。如果热电偶连接到带电零部件,或者分别连接到不同极性的零部件,需要谨防测量设备可能出现的电击危险和应力损坏。此时适于在被测导体表面加设绝缘护套(而不是在热电偶接点处)。

4.4 安装-为了保证与被测零部件达到相同的温度,安装时热电偶接点应与被测零部件表面紧密接触。热电偶接点与被测零部件之间还应保持良好的热接触。热电偶的安装方法应使其对被测温度的影响最小。

4.5 热电偶引线应处在与焊接点相同的温度环境中。

4.5.1 热量将会沿着热电偶导线传导。在热电偶接点与临近引线存在温差处,将产生从接点到引线或从引线到接点的热传递,于是无法对与接点接触的表面进行最佳的温度测量。

4.5.2 细的引线可使这种影响最小化。通常建议选用0.320mm(28AWG)或0.254mm(30AWG)的热电偶。

4.6 热电偶的固定—热电偶固定的方法有:绑扎、粘接、胶粘、敲击、焊接和锡焊:

4.6.1 绑扎—用细线绑扎,主要用于圆形物体的表面,例如导线绝缘。

4.6.2 粘接—两个实例:其一是等容积混合的高岭土和水玻璃；另一个是氰基丙烯酸盐粘接剂(例如汉高Sicomet)。粘接用于:

4.6.2.1 将热电偶固定于测温表面。

4.6.2.2 较之接点和测温表面之间的点固定方式,粘接方式具有更好的热连接。

4.6.2.3 周围空气与待测温度存在一定温差,粘接方式减少了暴露在空气中的接点和引线的表面积。

4.6.3 在粘接之前,热电偶应先固定在位。(www.xing528.com)

4.6.4 为了避免接点的松动和粘接剂的剥落,重新装配测试单元之前,允许粘接剂完全凝结。

4.6.5 对于铜质的或其他可焊的金属表面,锡焊是非常有效的固定方式。相对于粘接方式,锡焊的优势就是具有更好的热传导性和更牢的固定方式。

4.6.6 需要说明的是,温度主要是在焊锡桥接的热电偶引线接点的最远端点处被感知,应避免冷焊和使用过多焊料。

4.6.7 封闭——热电偶通常封闭在材料层间或金属与绝缘材料之间,通过两表面间的压力来保持良好的热接触。

4.6.8 操作时务必注意,被封闭的热电偶或其接点不能引起正常贴合表面的分离,这种情况将会影响测点处的温度分布。

4.6.9 为了避免上述情况,可以在材料上开孔或开槽,用以布置热电偶及其引线。

4.6.10 热电偶通常布置在测温表面的微凹处,以保证所测温度并非邻接表面的温度。

4.6.11 敲击——热电偶接点可以通过敲击金属使其固定在一个洞内。

4.6.12 胶带——压敏胶带可以方便地固定热电偶引线。

4.6.13 保证热电偶固定牢靠的同时,尽量使用少的胶带。

4.6.14 热固型玻璃胶带对于高温测量场合非常有效。

4.6.15 胶带可用于消除热电偶应变。

4.6.16 胶带应固定在远离接点处。

4.7 连接——热电偶使用时应直接与温度测量仪表连接。实际场合无法直接连接时,应采用热电偶延伸和与之适配的连接器。

4.8 特例——在接点热电效应对测量无影响的少数场合下,连接时无需使用热电偶连接器。如下图所示,热电偶导线TC#1和TC#2型号相同,与之连接的导体型号也相同(例如铜合金),因此,连接处的温度T₁和T₂相同。

4.9 上述特例中提及的两个参考接点(T₁和T₂冷端)的温度,必须彼此相同,而且与温度测量仪的温度相等。接点和温度测量仪必须避免冷热空气流动、太阳光照,以及测试样品、灯具、电烙铁等热辐射源的影响,这些影响将导致参考接点温度的改变。

4.10 使用——选用的热电偶必须在制造商规定的工作参数范围内使用(例如温度范围)。

4.11 导则——关于热电偶制备和使用的其他指导,可以参见如下刊物:

4.11.1 “温度测量热电偶使用手册”,美国测试与材料协会,技术专刊470A。

4.11.2 “温度测量热电偶”,ANSI-MC96.1-1982。

4.11.3 “热电偶的校准”,欧洲实验室认可协会,EA-10/08(以前刊号EAL-G31)。

4.11.4 “温度测量的溯源性”,UKAS LAB11。

4.11.5 “热电偶第一部分:参考表格”,IEC 60584-1。

4.11.6 “热电偶第二部分:允差”,IEC 60584-2。

4.11.7 “热电偶第二部分:延长和延伸-允差与鉴别系统”,IEC 60584-2。