一種多線制熱電偶及防止熱電偶電荷堆積的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明溫度計量技術領域，具體涉及一種預防電荷堆積方法與多線制熱電偶。
【背景技術】
[0002] 熱電偶是一種感溫元件，它直接測量溫度，并把溫度信號轉換成熱電動勢信號。目 前工業(yè)環(huán)境中，大量使用熱響應較快、結構簡單的熱電偶溫度計。
[0003] 熱電偶實際上是一種能量轉換器，它將熱能轉換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢測量 溫度。然而在振動工作環(huán)境下，熱電偶工作一段時間后，會出現(xiàn)顯著的測溫偏差現(xiàn)象;熱電 勢映射溫度過程，仿佛出現(xiàn)了某種錯誤。
[0004] 為了讓溫度能夠得到準確顯示，現(xiàn)場維護人員不得不對測溫偏差熱電偶及時進行 更換。當這種現(xiàn)象頻繁發(fā)生后，既影響生產(chǎn)效率，也增加維護工作量。
[0005] 為此，收集了已經(jīng)產(chǎn)生測溫偏差后，被替換下來的廢舊熱電偶，在實驗室對樣品逐 支實驗室解析，力圖查明造成偏差的錯誤機理。
[0006] 表1廢舊熱電偶樣品解析結果表
[0007]
[0008] 從樣品解析結果中，探明三點原因：
[0009] 1、從應用環(huán)境上分析，熱電偶測溫作為成熟技術，表現(xiàn)一直優(yōu)異，然而在振動工作 環(huán)境中，則普遍出現(xiàn)測溫偏差現(xiàn)象，表明振動工況與偏差之間具有相關性。
[0010] 2、熱電偶出現(xiàn)測溫偏差現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在熱電偶工作一段時間后，溫度顯示值:① 會大幅高于實際溫度值，或②大幅低于實際溫度值，以及③顯示溫度值忽上忽下波動，這三 種情況;呈現(xiàn)受外界突發(fā)干擾現(xiàn)象。
[0011] 3、從實驗解析結果分析，收集更換下來的廢舊熱電偶，實驗室解析其工作特性指 標大部分依然優(yōu)良（見上表），表明即使發(fā)生了測溫偏差現(xiàn)象，也可隨后自行恢復，并沒有發(fā) 生根本性破損。
[0012] 進一步解剖發(fā)現(xiàn)，通常為了縮短熱電偶測溫響應時間，特別制作成鎧裝式纖細型 外形，測溫桿外徑大致在0 2~3.5mm之間，要求鎧裝金屬殼體、中間充填MgO絕緣層、內(nèi)部偶 絲都非常纖細。因而可以視作彈性體，跟隨振動允許一定程度的繞曲，當充填物MgO絕緣層 在反復揉擠下，易出現(xiàn)脆性細微裂隙，逐漸降低、甚至喪失絕緣性能。
[0013] 眾所周知，振動帶來物體間相互摩擦，會產(chǎn)生摩擦電荷，而摩擦存在于如偶絲與絕 緣層之間、絕緣層與鎧裝殼體之間，鎧裝殼體與機械設備之間，機械設備與連接件之 間……，多樣性摩擦電荷混合在一起稱為干擾電荷，隨著干擾電荷紛紛沿MgO絕緣層裂隙趁 虛而入，導致干擾電荷直接疊加在熱電偶測溫元件上的事件發(fā)生。
[0014] 簡言之，熱電偶溫度計在振動工況中，一方面受反復擠壓絕緣層會逐漸出現(xiàn)細微 裂隙，另一方面振動也會導致物體間相互摩擦，產(chǎn)生干擾電荷；當干擾電荷無處泄放，增多 并堆積后，勢必推高靜電勢能;足夠強大的電勢場一旦穿越裂隙，施加在熱電偶一側或雙側 熱電極上，對測溫熱電勢造成疊加影響，形成信號干擾源，后續(xù)的二次顯示儀表又根本無法 區(qū)分，將發(fā)生巨大的檢測值偏差惡果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 有鑒于此，本發(fā)明的目的之一是提供一種多線制熱電偶，本發(fā)明的目的之二是提 供一種防止熱電偶電荷堆積的方法。
[0016] 本發(fā)明的目的之一是通過以下技術方案來實現(xiàn)的，一種多線制熱電偶，包括一端 連接在一起的多個正熱電極和多個負熱電極，其中一個正熱電極和其中一個負熱電極組成 工作對，選擇剩余的正熱電極或負熱電極中的一個接地，其余熱電極懸空。
[0017] 進一步，還包括套設于熱電偶測溫桿上的避震器，所述避震器包括具有開口端的 套筒大套、具有開口端的套筒小套和螺旋彈簧，所述螺旋彈簧放置在套筒腔體內(nèi)，所述套筒 小套與大套間可隨伸縮發(fā)生滑動。
[0018] 進一步，所述螺旋彈簧為多股螺旋彈簧，所述多股螺旋彈簧由多股細絲絞織成一 根粗彈簧絲，再螺旋繞制而成。
[0019] 進一步，所述熱電偶還包括放電梳，所述放電梳包括套設于熱電偶測溫桿上的環(huán) 狀殼體和設置于環(huán)狀殼體上的放電針。
[0020] 本發(fā)明的目的之二是通過以下技術方案來實現(xiàn)的，一種防止熱電偶電荷堆積的方 法，在一個正熱電極、一個負熱電極的基礎上增加多個熱電極，將其中一個熱電極的一端接 地，另一端與正、負熱電極的結點連接。
[0021] 進一步，在熱電偶測溫桿上設置用以吸收振動能量減少物體間摩擦強度的避震 器。
[0022] 進一步，在熱電偶測溫桿上設置用以將物體將表面電荷進行遠端迀移的放電梳。
[0023] 由于采用了上述技術方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點：
[0024]在本發(fā)明中，通過設置多股正A、負B熱電極，利用其中的一條非工作線路，作為中 點接地泄放極，建立干擾電荷釋放通路，及時釋放偏載堆積電荷，確保任何時候工作熱電極 A和B兩側正負電荷量保持平衡。
[0025] 本發(fā)明通過設置避震器，減少振動摩擦形成的干擾電荷量;通過設置放電梳將電 荷轉移聚集地，防止表面電荷無處可去流竄作用到熱電極上，實現(xiàn)電荷迀移功能（尖端聚 電），隨后通過尖端向空氣進行放電，實現(xiàn)電荷釋放功能(尖端放電）
[0026] 本發(fā)明通過及時泄放和迀移電荷，達到最大限度地防范電荷"堆積"于測溫元件 上，同時借助避震減少摩擦電荷發(fā)生量，多渠道消除干擾電荷對測溫熱電勢的干擾。
【附圖說明】
[0027] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進 一步的詳細描述，其中：
[0028]圖1為二線制熱電偶工作原理圖；
[0029]圖2為多線制熱電偶工作原理圖；
[0030]圖3為多線制熱電偶抗電荷干擾原理示意圖；
[0031]圖4為多線制熱電偶的結構圖；
[0032] 圖5為一體式避震器與放電梳的結構示意圖；
[0033] 圖6為一體式避震器與放電梳的分解示意圖；
[0034]圖7為多股螺旋彈簧圖。
【具體實施方式】
[0035]以下將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述;應當理解，優(yōu)選實施例 僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。
[0036]如圖1所示，二線制熱電偶工作原理圖，熱電偶工作原理是基于賽貝克（seeback) 效應，將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，其兩端相互連接時，只要兩結點處的 溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為T0,稱為自由端(也稱參考端)或 冷端，回路中將產(chǎn)生一個電動勢。
[0037] 該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關。兩種導體組成的回路 稱為熱電偶，這兩種導體稱為熱電極，產(chǎn)生的電動勢則稱為熱電動勢。
[0038] 熱電動勢由兩部分電動勢組成，一部分是兩種導體的接觸電動勢，另一部分是單 一導體的溫差電動勢。
[0039]熱電偶回路中熱電動勢的大小，當熱電極材料A和B固定后，即接觸電動勢一定，則 只與組成熱電偶的導體材料和兩接點的溫度相關，而與熱電偶的形狀尺寸無關。熱電動勢 表達成兩接點溫度T和T0的函數(shù)差。
[0040] 如圖2所示，多線制熱電偶工作原理圖，基于此，本發(fā)明提供一種多線制熱電偶，包 括一端連接在一起的多個正熱電極（以下簡稱正A偶絲或正熱電極A)和多個負熱電極（以下 簡稱負B偶絲或負熱電極B)，其中一個正熱電極和其中一個負熱電極組成工作對，選擇剩余 的正熱電極或負熱電極中的一個接地，其余熱電極懸空。
[0041] 在本實施例中，多線制熱電偶具有多股正A、負B偶絲，利用其中的一條非工作線， 作為中點接地泄放極;建立干擾電荷釋放通路，及時釋放偏載堆積電荷，確保任何時候工作 熱電極A和B兩側正負電荷量保持平衡。
[0042] 實施過程中，如對地電流釋放通路采用雙線式，即同時選擇熱電極材料A和B兩種。 針對K型熱電偶正熱電極A(鎳鉻），負極B(鎳硅），雙線對地電流釋放通路選用材質A(鎳鉻）、 B(鎳硅)時，先將A-A、以及B-B兩同質偶絲分別連接