關(guān)于熱P+F倍加福傳感器的熱電效應(yīng)

更新時間：2023-08-18

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　　P+F倍加福傳感器兩種不同的導(dǎo)體兩端相互緊密地連接在一起，組合成一個閉合回路，如圖所示。當(dāng)兩接點(diǎn)溫度不等(T>T0)時，回路中就會產(chǎn)生電動勢，從而形成電流，這一現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，該電動勢稱為熱電動勢。

　　P+F倍加福傳感器中間導(dǎo)體定則

　　在P+F倍加福傳感器可以接入連接導(dǎo)線、測試儀表(如毫伏表、變送器)等，只要保證這些中間導(dǎo)體各自兩端的溫度相同，則對熱電偶的熱電勢沒有影響。

　　P+F倍加福傳感器冷端處理與溫度補(bǔ)償

　　P+F倍加福傳感器的熱電勢大小是熱電偶兩端溫度函數(shù)的差，為保證輸出熱電勢是被測溫度的單值函數(shù)，必須使冷端溫度保持恒定；

　　P+F倍加福傳感器表給出的熱電勢是以冷端溫度0℃為依據(jù)，否則會產(chǎn)生誤差。

　　P+F倍加福傳感器冷端補(bǔ)償器法和軟件處理法。

　　①冰點(diǎn)槽法

　　把P+F倍加福傳感器參比端置于冰水混合物容器里，使T0=0℃。這種辦法僅限于實(shí)驗(yàn)室中使用。為了避免冰水導(dǎo)電引起兩個連接點(diǎn)短路，必須把連接點(diǎn)分別置于兩個玻璃試管里，浸入同一冰點(diǎn)槽，使相互絕緣。

　　②冷端補(bǔ)償器法

　　P+F倍加福傳感器利用不平衡電橋產(chǎn)生熱電勢補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢的變化值。不平衡電橋由R1、R2、R3(錳銅絲繞制)、RCu(銅絲繞制)四個橋臂和橋路電源組成。設(shè)計(jì)時，在0℃下使電橋平衡(R1=R2=R3=RCu)，此時Uab=0 ，U=EAB+Uab=EAB，電橋?qū)x表讀數(shù)無影響。

　　③軟件處理法

　　P+F倍加福傳感器不必全靠硬件進(jìn)行熱電偶冷端處理。例如冷端溫度恒定但不為0℃的情況，只需在采樣后加一個與冷端溫度對應(yīng)的常數(shù)即可。

　　在不少工程應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)使用中的溫度傳感器套管會發(fā)生破裂現(xiàn)象，這會影響著生產(chǎn)機(jī)器運(yùn)行的安全，嚴(yán)重的時候還會發(fā)生事故。通過對傳感器套管破裂現(xiàn)象的調(diào)查，查找原因，我們發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致溫度傳感器套管破裂的原因主要有以下幾個方面：

　　(1)P+F倍加福傳感器套管受高速流體沖擊，載負(fù)過大，應(yīng)力超過極限，導(dǎo)致套管破裂；

　　(2)P+F倍加福傳感器套管本身的加工缺陷，導(dǎo)致應(yīng)力集中，容易造成套管斷裂；

　　(3)管道振動過大，造成溫度傳感器套管疲勞損壞；

　　(4)流體流經(jīng)溫度傳感器套管時，誘發(fā)溫度傳感器套管振動，即溫度傳感器套管固有頻率和流體旋渦脫落頻率產(chǎn)生共振。這種共振現(xiàn)象會導(dǎo)致溫度傳感器套管損壞速度加快，以致斷裂。

　　綜合以上幾種易導(dǎo)致溫度傳感器套管破裂的情形，我們連同熱控專業(yè)和金屬專業(yè)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)通過以下幾種方式，可以減少溫度傳感器套管破裂現(xiàn)象的發(fā)生。

　　(1)嚴(yán)格控制傳感器套管的插入深度。隨著插入深度的增加，保護(hù)套管的受力成平方倍的增加。所以，我們測量溫度的時候只需將溫度傳感器套管插入到流體的等溫區(qū)，而無需插到管道的中心點(diǎn)，這樣有利于縮短溫度表袋懸臂的長度，達(dá)到減小其端點(diǎn)的振幅的效果。

　　(2)在保證必要的傳感器套管強(qiáng)度情況下，優(yōu)化選取溫度傳感器套管的直徑。因?yàn)楫?dāng)溫度傳感器套管的直徑增加時，表袋受力呈線性增加，所以在選取表袋直徑的時候，既要合理保證套管的強(qiáng)度，又要盡可能錯開共振危險區(qū)。

　　(3)改變橫截面形狀，將其表面加工成結(jié)構(gòu)型式，使流體不產(chǎn)生漩渦脫落現(xiàn)象。

　　(4)嚴(yán)格控制檢修質(zhì)量，做好傳感器套管材質(zhì)檢查，同時還要做好探傷檢查，嚴(yán)防焊口裂縫、斷裂等異常事故的發(fā)生。

　　(5)系統(tǒng)投運(yùn)時，避免發(fā)生管道上閥門突然全開情況。在剛投運(yùn)開啟閥門的瞬間，溫度傳感器套管將承受很大的單向力，因此在系統(tǒng)剛投運(yùn)時，要緩慢地P+F倍加福傳感器逐漸上升，盡可能減小溫度傳感器套管正面和背面的壓力差，避免套管因單向受力過大而導(dǎo)致套管斷裂事故發(fā)生。

　　P+F倍加福傳感器在投入使用時，總會發(fā)生一些意向不到的情況，我們要理論結(jié)合實(shí)際，針對發(fā)生的具體情況，提出相應(yīng)的解決辦法。

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