耐火試驗(yàn)用熱電偶的選取及常見(jiàn)故障分析

摘要:在建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)中,，選取合適的熱電偶十分重要，可以通過(guò)升溫曲線來(lái)確定所需熱電偶的測(cè)溫范圍,，通過(guò)精度要求確定熱電偶的溫度允差范圍，進(jìn)而確定熱電偶的種類(lèi)和型號(hào),。只有選取合適的熱電偶,，并在試驗(yàn)過(guò)程中排除其出現(xiàn)的一些故障，我們才能夠得到完整,、正確的數(shù)據(jù),。
1常用的熱電偶類(lèi)型
　　按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16939.1《熱電偶第1部分:分度表》要求，我國(guó)將常用的標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的分為R,、S,、B、J,、T,、E、K,、N等幾個(gè)類(lèi)型,，具體參數(shù)見(jiàn)表1。
 
　　按照用途不同,，熱電偶還可以分為:普通熱電偶,、鎧裝熱電偶、表面熱電偶和膜式熱電偶等,。盡管熱電偶的類(lèi)型不同,，但是他們的基本機(jī)構(gòu)大致相同，一般由熱電極,、絕緣管,、保護(hù)管和接線盒等構(gòu)成。熱電極是測(cè)溫部件,，熱電極的測(cè)量端應(yīng)焊接牢固,，熱電極之間應(yīng)套耐高溫瓷管加以絕緣保護(hù),，以防止短路。保護(hù)管一般采用不銹鋼或瓷管等制成,，套在熱電極外面,，以免其受到外部環(huán)境的直接破壞。接線盒是用來(lái)連接熱電偶的補(bǔ)償端與顯示儀表的,，接線盒一般用鋁合金制成,，分為防濺式,、防水式及插接式等結(jié)構(gòu)形式,。
2耐火試驗(yàn)熱電偶的選取
2.1升溫條件的要求
　　GB/T9978.1-2008《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法第1部分:通用要求》和GA/T714-2007《構(gòu)件用防火保護(hù)材料快速升溫耐火試驗(yàn)方法》中規(guī)定了幾種常用的升溫曲線，即標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線(簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)曲線),、電力耐火試驗(yàn)升溫曲線(簡(jiǎn)稱(chēng)電力曲線),、隧道耐火試驗(yàn)HC升溫曲線(簡(jiǎn)稱(chēng)HC曲線)、石油化工耐火試驗(yàn)升溫曲線(簡(jiǎn)稱(chēng)石油化工曲線)和隧道耐火試驗(yàn)RABT升溫曲線(簡(jiǎn)稱(chēng)RABT曲線),具體情況見(jiàn)圖1,。
 
　　由圖可知熱電偶的工作范圍基本在0~1200℃,。由表1可知復(fù)合要求的只有R、S,、K,、N四種類(lèi)型符合要求，其中R型,、s型屬于貴金屬熱電偶，盡管精度和靈敏度較高,，但是貴金屬價(jià)格昂貴,，較少使用。K型和N型熱電偶都具有較好的線性度,、穩(wěn)定性和均勻性,，抗氧化性能強(qiáng)、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),，其中K型熱電偶技術(shù)最為成熟,，使用也最為廣泛。因此GB/T9978.1-2008《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法第1部分:通用要求》選用了鎳鉻-鎳硅(K型)熱電偶作為試驗(yàn)用熱電偶,。
2.2精度分析
　　雖然鎳鉻-鎳硅(K型)熱電偶在工作范圍上能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的各種曲線的要求,，但是在精度上是否能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求呢?我們可以具體分析一下。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2614《鎳鉻-鎳硅熱電偶絲》對(duì)鎳鉻-鎳硅熱電偶的電動(dòng)勢(shì)及允差做了詳細(xì)的規(guī)定,，通過(guò)換算我們可以得到其對(duì)應(yīng)的溫度允差范圍,，具體見(jiàn)表2。
 
　　由表2可知熱電偶的工作范圍基本在0~1200℃的工作范圍內(nèi),，鎳鉻-鎳硅(K型)熱電偶的工作溫度誤差在土2.5℃到+8.1℃之間,，完全滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9978.1-2008對(duì)熱電偶精度±15℃的要求,。
3熱電偶常見(jiàn)的故障分析及處理辦法
3.1沒(méi)有示值
　　顯示儀表沒(méi)有示值，可能是熱電偶內(nèi)部熱電極斷路,，也可能是內(nèi)部熱電極為同名熱電極(即兩個(gè)熱電極采用同種材料制作),，這時(shí)我們需要更換新的熱電偶。
3.2示值偏低
　　示值偏低的可能性有很多,，可能原因及處理辦法,，具體見(jiàn)表3.
 
3.3示值偏高
　　示值偏高的原因可能是熱電偶種類(lèi)與顯示儀表或補(bǔ)償導(dǎo)線不匹配造成的，這時(shí)需要更換補(bǔ)償導(dǎo)線或顯示儀表,，使三者的型號(hào)相符合;也可能是有直流信號(hào)干擾或電極與接線柱接觸不良,，這時(shí)需要排出直流干擾源或緊固接線柱與電極。
3.4示值不穩(wěn)
　　示值不穩(wěn)的可能性也很多,，可能的原因及處理方法,，具體見(jiàn)表4。.
 
4總結(jié)
　　在進(jìn)行建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)熱電偶的選取時(shí),，我們要根據(jù)試驗(yàn)的溫度區(qū)間及溫度控制的精度要求以及試驗(yàn)本身的具體特點(diǎn)選擇合適的熱電偶,。如果試驗(yàn)過(guò)程中，顯示儀表或采集裝置出現(xiàn)沒(méi)有示值,、示值偏低,、示值偏低或示值不穩(wěn)等情況，我們要檢查顯示儀表,、熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線三者型號(hào)是否匹配,，或它們中的某個(gè)部件是否存在故障，以及相互的連接點(diǎn)是否出現(xiàn)問(wèn)題等情況,，逐一排查,，保證我們得到的結(jié)果完整、正確,。