*熱電偶的測量原理是熱電效應，它同其他傳感器大的區別是不需要加任何激勵電源可以產生信號。不過它產生的是極弱電信號，一般只有幾十個毫伏，為了防止信號失真對熱電勢的傳送有著很高的要求：首先必須使用的電纜（稱補償電纜），而且不同型號的熱電偶其補償電纜也不一樣（E型配鎳鉻—考銅線、K型配銅—康銅線）。其次對干擾信號的屏蔽要求較高，線纜通常采用雙層屏蔽。

冷端補償

熱電偶的冷端補償功能已普遍移入DCS中。以下以INFI－90控制系統為例，所有I/O柜都放置在環境溫度恒定（一般為18℃~21℃）的電子室內，這樣在I/O端子柜內進行冷端溫度補償時能夠得到精度較高的測量值。當熱電偶冷端溫度為零攝氏度（簡稱t0）時，補償電橋R1= R2= R3= RF(t0)，電橋平衡，補償電壓Uba=0，測溫回路的總電勢為EAB(t,t0)。當熱電偶冷端溫度變化，如上升為t1時，雖然熱電偶的熱電勢減小了，但由于溫敏電阻RF值增大，補償電橋會有Uba電壓輸出，測溫電路總電勢為EAB(t,t1)+ Uba。只要選擇好補償電橋的工作電流值，可以使補償電壓Uba恰等于因冷端溫度上升而減小了的那部分熱電勢EAB(t,t1)，使測溫電路總電勢EAB(t,t0)保持不變

以上補償后的熱電勢EAB(t,t0)進入信號隔離器，在那里進行隔離變送將毫伏信號線性地轉化為1~5伏信號（統一按900℃為滿量程計算）后輸入I/O卡件，在I/O卡件中進行模/數轉換后送控制器卡件進行運算和控制。

軟件處理及控制

進入DCS控制器卡件的溫度信號是數字量信號（從工程師工作站上監視時，顯示的還是毫伏值），同輸入的毫伏電壓值呈線性關系，所以要將它轉換成溫度信號還需要列表進行插值計算。

同時為了保證整個測量系統的可靠性,在控制邏輯中對每個主、重要溫度測量參數現場安裝了多個測點，例如過熱器出口溫度，雙測點輸入即冗余測點輸入或三測點輸入，相應的控制邏輯則采用二選一或三取中。

根據傳熱學定律可知熱量的傳遞快慢取決于傳熱體的熱阻，因此任何一種溫度測量裝置對于溫場測量的反映都要比流量、液位、壓力信號慢得多，再說熱電偶的元件外通常還有一層保護套管。所以它對溫度變化的響應不是階躍特性而接近于慣性特性，對此現場對溫度控制的主控PID中要加入一些導前分量，以防被控對象的溫度過調。

WRN-231熱電偶的上限溫度絕緣電阻應不小于下表現定：

上限溫度tm℃	試驗溫度t℃	電阻值MΩ
100≤tm＜300	t=tm	10
300≤tm＜500	t=tm	2
500≤tm＜850	t=tm	0.5
850≤tm＜1000	t=tm	0.08
1000≤tm＜1300	t=tm	0.02
tm＞1300	t=1300	0.02

WRN-231熱電偶型號表示

W	R	規格					內容
		R					鉑銠₃₀-鉑銠₆
		P					鉑銠₁₀-鉑
		N					鎳鉻-鎳硅
		E					鎳鉻-銅鎳（鎳鉻-康銅）
		熱電偶材料	-	1			無固定式裝置式
				2			固定螺紋式
				3			活動式法蘭
				4			固定法蘭式
				5			活動法蘭角尺形式
				6			固定螺紋錐形保護管式
				安裝固定形式	2		防濺式
					3		防水式
					4		隔爆式
					接線盒形式	0	ø16mm保護管
						1	ø25mm保護管（雙層套管）
						2	ø16mm高鋁質管（單層套管）
						3	ø20mm高鋁質管
						設計序號
W	R	□	-	□	□	□

常見故障與分析

熱電偶的常見故障主要表現有：

a．熱電偶的補償導線接反。這主要是基建時出現的問題，負責接線的人員一時的粗心造成，屬人為因數。當出現熱電偶

b．熱電偶的補償導線絕緣層被磨破，造成信號回路接地。這主要是因為補償導線較硬，而且在接線盒內又未被安放平整，處理故障時多次旋擰接線盒蓋碰到補償導線而將其磨破。此類故障反映在操作員控制站上其溫度示值一般偏小。

c．接線盒內接線端子接觸不良。因補償導線和熱電偶的導線都比較硬，所以現場檢修時緊固接線比較困難，有時候開始把導線擰緊了但過段時間隨著導線的變形又松了。此類故障反映在操作員控制站上的溫度示值為無顯示或顯示值超量程。

d．補償電阻故障。此類故障表現為熱電偶接上后溫度顯示值緩慢上升或下降。

e．鍋爐尾部煙道測量熱電偶故障率較高。停機檢修時將熱電偶拆下發現熱電偶的頭部包括護套管被煙氣沖刷后嚴重磨損，將護套管改由耐磨鋼材料制成后，才消除了此類故障隱患。

f．信號屏蔽系統DCS柜內接地不良。此類故障極容易造成電荷在信號線上積累，引起信號漂移或晃動。由于該問題故障點較難查明，通常的處理方法是解開信號線，對其進行對地放電處理。

g．溫度輸入信號經隔離器后故障，反映在操作員控制站上的溫度值信號異常。更換隔離器后正常。

以上是檢修時經常碰到的問題，但在查找這些故障時，建議先用萬用表在DCS 的I/O端子柜上測量輸入的電壓值，這樣可以迅速判斷出是地測量端問題還是DCS部分的問題，對于多點輸入還可同另外幾支熱電偶信號進行比較。如判斷不出再行解線測量其電阻值，通常熱電偶的電阻值為100Ω左右。

WRN-231熱電偶

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WRN-231熱電偶測量裝置常見故障分析

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