熱電偶固定方式對測量結(jié)果影響

[摘要]通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測試對比,列出.不同固定方式下熱電偶測得的溫度數(shù)據(jù),幫助生產(chǎn)企業(yè)更好的理解標(biāo)準(zhǔn)含義,為生產(chǎn)提供幫助。
1前言
　　智能坐便器是一種集合了包括沖洗以及清洗、暖風(fēng)、座圈加熱為一體的衛(wèi)生潔具設(shè)備。智能坐便器的座圈溫度測試是將熱電偶的測溫點(diǎn)緊貼在座圈表面上測得。熱電偶測溫基本原理將兩種不同材料的金屬焊接起來,構(gòu)成-一個(gè)閉合回路。當(dāng)兩種不同的金屬相接觸時(shí),由于兩者的電子逸出電勢和自由電子密度的差異,在兩種金屬的表面之間會(huì)產(chǎn)生接觸電勢差。而如果在焊接端(即測量端)加熱產(chǎn)生溫差,則在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢,此種現(xiàn)象稱之為塞貝克效應(yīng),也即溫差電效應(yīng)。
　　在實(shí)際檢測過程中，檢測人員會(huì)發(fā)現(xiàn)有些標(biāo)準(zhǔn)只是很籠統(tǒng)地表述試驗(yàn)方法,并沒有明示出熱電偶測溫線的固定材料和具體的固定方式。在測溫時(shí),何種固定材料及方式更能直接反映被測物體的實(shí)際溫度,恐怕大部分測試者并不能直接給出明確答案。針對熱電偶的固定材料和方式進(jìn)行對比試驗(yàn)分析。
2各標(biāo)準(zhǔn)檢測方法
2.1GB/T34549-2017
　　將智能坐便器座圈加熱置于溫度最高模式,接通電源，15min后用熱電溫度計(jì)測量測定點(diǎn)溫度。每個(gè)點(diǎn)隔2min測定一次,共測量5次,取5次的算術(shù)平均值。
2.2GB/T23131-2019.
　　打開便蓋,將電便座坐圈加熱檔位置于溫度最高模式,啟動(dòng)坐圈加熱功能,防止30min后,用尺寸為10mmX10mm的高溫膠帶覆蓋熱電偶,緊貼測量表面,每隔2min測一次,共測5次。
2.3T/CBMF15-2019;T/CBCSA15--2019
　　使用尺寸為10mmX10mm的鋁箔膠帶(型號:3M425)覆蓋熱電偶,鋁箔膠帶與熱電偶應(yīng)緊密貼合,中間不得有氣泡,膠帶中心為熱電偶頂端點(diǎn),且除鋁箔膠帶外的熱電偶導(dǎo)線應(yīng)豎立離開座圈表面。將智能坐便器座圈加熱置于溫度最高模式,接通電源,打開便蓋。非即熱座圈在非落座情況下,啟動(dòng)坐圈加熱功能,保持無風(fēng)環(huán)境,15min后測定座圈溫度。每個(gè)點(diǎn)隔2min測定一次,共測量5次,取5次的算術(shù)平均值。
　　可以看出來GB/T23131-2019是在GB/T34549-2017的基礎(chǔ)上說明了膠帶的類型。T/CBMF15--2019是在GB/T34549-2017的基礎(chǔ)上,說明了粘貼材料、具體方法等細(xì)則，幾種標(biāo)準(zhǔn)的共同點(diǎn)都是每隔2min采集一-次溫度,共采集5次并取均值。
　　在溫度測試過程中,熱電偶作為--種常用的測溫元件,對于粘貼的固定方式,有多種材料可以選擇:(1)鋁箔膠帶粘貼;(2)高溫膠帶粘貼;(3)透明膠帶粘貼;(4)電工膠帶粘貼。
3實(shí)驗(yàn)方案
 
　　由于這幾種標(biāo)準(zhǔn)對于坐圈溫度測量點(diǎn)的數(shù)量不同,本次試驗(yàn)以GB/T23131-2019為基準(zhǔn)測試取相同的10個(gè)測試點(diǎn),使用T型熱電偶,midiGL840為溫度測量裝置,選用同一智能坐便器,調(diào)試到座圈最高溫度檔,保持239的穩(wěn)定無風(fēng)環(huán)境,分別測試熱電偶4種不同材料粘貼下,測溫線全部緊貼坐圈表面和導(dǎo)線豎立離開座圈表面下的數(shù)據(jù)。計(jì)算10個(gè)測溫點(diǎn)的平均值作為對比數(shù)據(jù)。
4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
4.1不同材料粘貼試驗(yàn)結(jié)果的比較
　　圖2給出了熱電偶測溫線在3M425鋁箔膠帶、高溫膠帶、透明膠帶和電工膠帶作為固定材料,粘貼方式為放平下分別測得的座圈溫度平均值。
 
　　可以看出,用3M425鋁箔膠帶測得的溫度最高,最接近實(shí)際溫度,可以認(rèn)為是真值,以下的數(shù)據(jù)分析以此作為比較基準(zhǔn)。而透明膠帶和電工膠帶溫度相比實(shí)際溫度差了2℃左右。用高溫膠帶和實(shí)際溫度最接近。這是由于透明膠帶和電工膠帶與鋁箔膠帶相比隔熱性能較差,無法長時(shí)間維持座圈表面溫度,熱量散發(fā)過快引起的。
　　測試中還發(fā)現(xiàn),用電工膠帶和透明膠帶在測試中會(huì)出現(xiàn)粘性變差熱電偶測溫線與座圈接觸不好的狀態(tài),傳感器與被測物體松動(dòng)的可能性較大。鋁箔膠帶以及高溫膠帶這種狀態(tài)會(huì)稍好一點(diǎn)。
4.2不同固定方式試驗(yàn)結(jié)果的比較.
　　圖3展示了將熱電偶測溫線放平粘貼和架空立起這兩種不同的固定方式下,測得的座圈溫度數(shù)據(jù)。
 
　　根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),無論使用何種材料粘貼,將熱電偶測溫線豎立得到的溫度比放平時(shí)候的溫度普遍要低1℃左右。這是由于豎立安裝與熱電偶緊貼安裝時(shí)相比氣流吸收熱量更多,散熱速度更快,而接觸端所能提供的熱量不足以補(bǔ)償,所以豎立安裝的熱電偶測溫線無法維持穩(wěn)定的溫度,自然會(huì)比緊貼被測表面安裝的熱電偶測量得到的溫度相對低。
5結(jié)語
　　通過對比試驗(yàn),針對熱電偶在不同材料、不同固定方式下進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,在檢測過程中,對于座圈溫度的測定,在標(biāo)準(zhǔn)沒有明確描述的背景下,應(yīng)盡可能使用鋁箔膠帶,固定緊固,不應(yīng)讓熱電偶與座圈表面之間產(chǎn)生縫隙,并讓測溫線緊貼被測表面,必須保持試驗(yàn)環(huán)境無風(fēng),減小氣流對測溫的影響，從而減小測試誤差。