由溫度傳感器引起測量不準確的原因有:分度號不匹配,更換溫度傳感器時未仔細了解溫控器分度號,錯用其他分度號的測溫傳感器,導致溫控器顯示溫度有誤差,通常有十幾攝氏度到幾十攝氏度不等,使溫度控制系統處于失控狀態。因此,更換溫度傳感器時一定要細心,分度號不能搞錯。溫度傳感器與檢測點接觸的松緊、溫度傳感器插入深度不夠,都會引起測溫誤差。通常溫度傳感器最小插入深度應當是保護套管外徑的5-8倍,才能反映真實溫度。以下所涉及的故障是指在溫控器正常狀態時傳感器引發的故障。
熱電阻故障檢查及處理
1、溫度顯示最小
①熱電阻或連接導線有短路現象
通電狀態下查下圖1中溫控器輸入端的A線能顯示最大,說明溫控器正常,是測溫回路有短路故障。斷開溫控器電源,拆下溫控器端子接線A或B,用萬用表測量A和B導線的電阻,電阻很小表明熱電阻或連接導線有短路故障。拆下熱電阻接線盒內的導線A或B,測量感溫元件,電阻值很小則感溫元件有短路故障;感溫元件的電阻值正常,則短路點在導線,用萬用表查找短路點,查出短路點對癥處理。
圖1 熱電阻三線制測溫系統回路示意圖
②三線制接線的C線斷路 可斷開圖1中C線與溫控器的接線,用萬用表測量C線與A、B線的電阻值,在室溫下C與A的電阻在100-120Ω(Pt100)之間,C與B的電阻在10Ω以下,說明C線沒有斷路。如果電阻值很大說明C線接觸不良或斷路。
③輸入溫控器的電阻值小于其量程下限,故障原因如下:
a、測量回路局部短路,如感溫元件、連接導線的絕緣損壞出現漏電。用萬用表檢查測溫回路的電阻,用兆歐表檢查測溫回路對地絕緣電阻及連接導線間的絕緣電阻,判斷有沒有局部短路或接地現象。要把導線從溫控器上拆下后再測試,以防損壞溫控器。
b、感溫元件與溫控器分度號不匹配,如把Cu50熱電阻用在了Pt100分度的溫控器上。斷開熱電阻接線,測量感溫元件的電阻值,判斷有沒有用錯熱電阻。也有可能是溫控器的參數設置不正確,可對溫控器的參數設置進行檢查。
c、把熱電偶當成熱電阻使用。測量感溫元件的電阻值只有幾歐姆或接近零,排除短路因素,則可能把熱電偶當成熱電阻使用了,可從保護套管中抽出感溫元件檢查。
2、溫度顯示最大
①熱電阻或接線有斷路故障,溫度將顯示最大值。先短接圖1中接線盒內的A、B端,觀察溫控器是否顯示最小。沒有顯示最小,可能接線盒端至溫控器的接線斷路,用萬用表測量A線和B線的電阻值,即測量熱電阻及連接導線的電阻值,如果電阻值很大或無窮大,熱電阻或連接導線有接觸不良或斷路故障。檢查導線是否嚴重氧化,接線螺釘是否松動,尤其是熱電阻接線盒內的螺釘及導線,由于高溫環境使其氧化,有害、潮濕氣氛使螺釘或導線腐蝕,而出現接觸電阻增大或不導電故障。
②熱電阻與溫控器分度號不匹配,如把Pt100熱電阻與Cu50分度溫控器混用;新安裝或更換溫控器后,沒有進行正確的參數設置。分別檢查熱電阻及溫控器,找出錯誤并更正。溫控器本身有故障,或參數設置有誤,可用電阻箱輸入電阻信號給溫控器來判斷。
3、溫度顯示偏高
顯示的溫度明顯比平時所測的溫度高,最直接的原因就是熱電阻阻值偏高。排除工藝原因,應對溫控器及熱電阻進行檢查。重點檢查熱電阻、連接導線、溫控器之間的連接電路是否有接觸不良的故障,如果A線或B線的接觸電阻增大,溫控器顯示會偏高。應對接線端子進行檢查,并對癥進行處理,如去除氧化層、緊固接線螺釘等。干擾引發的偏高故障偶有發生,先對溫控器、熱電阻、連接導線進行檢查,如果都正常,再考慮電磁干擾。
4、溫度顯示偏低
顯示溫度明顯比實際的溫度低,也就是熱電阻阻值偏低;C線的接觸電阻增大,溫控器顯示也會偏低,排除工藝及溫控器原因后,應檢查熱電阻;熱電阻由于絕緣不良,在電阻絲間產生漏電或分流,使溫度顯示偏低;水蒸氣進入保護套管,隨著溫度的降低,在絕緣材料、內引線、感溫元件的表面凝結,使絕緣下降導致溫度顯示偏低;鎧裝熱電阻的絕緣材料氧化鎂極易吸潮,其絕緣電阻會隨溫度的升高而降低。
絕緣能力降低的原因一種是熱電阻及連接導線對地絕緣電阻下降,另一種是熱電阻感溫元件引線間、連接導線間絕緣電阻下降,可用兆歐表檢查和判斷。受潮引起的絕緣電阻下降,或接地故障,用電烘箱進行干燥處理,大多能恢復使用。
熱電阻插入深度不夠也會出現顯示偏低故障。保護套管的長度太短,更換的感溫元件長度比保護套管長度短,通過測量長度來判斷是否合乎要求。
5、溫度顯示波動
溫度顯示值不穩定,顯示時有時無、時高時低等故障,用電阻箱輸入電阻信號給溫控器,能正常顯示溫度且不再波動,波動來源應該在溫控器之前。用萬用表測量熱電阻,被測電阻值有波動,最常見的是接觸不良現象。
波動很明顯、波動幅度很大,重點檢查熱電阻及連接導線,把熱電阻從保護套管中抽出檢查,熱電阻的瓷珠發黑或潮濕、帶水,是保護套管有泄漏,應更換。
熱電阻接線盒密封不良,保護套管進入水汽,使絕緣下降,會引發不規則的接地或短路故障,表現在溫控器上就是溫度顯示無規律波動或偏低。用兆歐表測量絕緣電阻,把接線拆下再進行測量。
熱電阻受安裝環境氣氛影響,或者有制造隱患,使用一段時間后出現老化變質問題,或出現似斷非斷的狀態,也會出現溫度顯示波動的現象,可更換熱電阻來解決。確定波動是溫控器有故障造成的,把溫控器拆下修理。