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标准铂电阻温度计的正确使用与维护
点击次数:257 发布时间:2018-04-08

  标准铂电阻温度计是传递( -189. 3442 ~660. 323) ℃温度范围内国际温标的内插仪器,它属于精密计量器具,测量精度高,稳定性好。标准铂电阻温度计在很多企业、事业单位被广泛应用,特别是计量、电力、军工等行业。被作为标准器,一般被用于检定标准水银温度计、玻璃液体温度计、热电阻、低温热电偶等的标准装置中,随着测温水平的提高,标准铂电阻温度计也被越来越多的作为工作计量器具使用。
标准铂电阻温度计价格昂贵,制造工艺复杂,不耐震动,石英玻璃外保护管( 针对于石英杆温度计)易破碎,使用不当会出现数据漂移或损坏,因此,标准铂电阻温度计的正确使用及维护是非常重要的。
本文从其产生漂移的原因、其保管与使用及其使用过程中可能出现的不正常现象及应对措施等方面来探讨如何正确使用和维护标准铂电阻温度计,并对水三相点瓶在其维护中的应用作了必要的阐述。
1、产生漂移的原因
我们知道使用一段时间后标准铂电阻温度计( 以下简称温度计) 会产生漂移,如果及时发现其产生的漂移量超过了限制,通过退火的方法,大部分温度计够恢复正常性能。温度计产生漂移的主要原因
有氧化、污染、机械冲击。
(1) 氧化
温度计的铂丝会发生氧化,铂丝的部分横截面积被氧化薄膜所取代,其电阻会增大。标准铂电阻温度计在较低温度范围内的漂移主要是由铂氧化物引起的。由氧化造成漂移可以通过退火的方法消除。
(2) 污染
如果温度计被污染了,其 Rtp值会增加,其余各固定点的电阻比 w 会下降。Rtp和 w 通常不能完全通过退火处理恢复。温度计大多数是用石英护管封装的,由于石英护管易碎,出现了金属外护管的温度计,由于漏热原因,金属外护管只用来做二等标准铂电阻温度计。石英护管温度计的漂移是一个逐渐的过程,金属护管标则在非常短时间内漂移非常明显。
(3) 机械冲击
冲击、震动或任何其它形式的加速度都可能引起管腔弯曲并围绕其支架变形,产生的应力会改变温度计的温度—电阻特性。铂电阻上的应力会增大电阻值,如果机械冲击不是太明显,机械冲击造成的Rtp和 w 漂移可以通过退火来消除。但是,如果铂丝被物理损坏,则不能通过退火恢复。
2、标准铂电阻温度计保管与使用
(1) 使用时要轻拿轻放,避免碰撞; 移动时应将感温元件朝下,以必免脱丝; 使用后要用无水乙醇清洁外护管; 不使用时要妥善保存; 运输时应妥善包装,防止振动与撞击; 使用期间要经常检查感温元件有无异常,铂丝有无下垂。
(2) 不得超过上限使用,并应尽量避免长时间放置于高温环境下,当使用高于 500℃ 时应尽量避免将直接从高温环境中取出,应使其随炉温冷却后再取出。
(3) 为了减少自热效应对测温的影响,要避免大电流冲击。
(4) 在恒温槽中使用时,zui好在槽中固定一个玻璃通管,将温度计插在通管中,插入深度应在200mm以上,在恒温槽中尤其是在油槽中使用后一定要擦干净,以免对温度计造成污染和缩短温度计寿命。
(5) 在使用中,多种原因可能使其产生应力,要经常测量水三相点的电阻值 Rtp,并用新测得值作为该温度计的 Rtp,若发现所测 Rtp与证书中的数值相差较大,应提前送检。
(6) 金属外护管的温度计不易断裂,但其元件仍然是需要防震以及防止弯曲。
3、使用过程中可能出现的不正常现象及应对措施
当测量值与证书提供的数据之差超过检定规程的要求时,首先检查测量系统的测量是否正常,测量水三相点值,并与证书的数据比较; 然后在温度计上限温度退火( 2 ~ 4) 小时,再测量温度计的水三相点值 Rtp。比较 Rtp在退火前后的变化,如果还没有稳定,再退火,如此循环,直至 Rtp稳定。如果 Rtp一直没有稳定的迹象,请参考以下措施:
(1) 测量时出现不明原因的严重不正常现象,比如乱跳、无读数等,应重新检查温度计的接线是否正确与牢固; 如果接线正确,但问题仍然存在,则将温度计的所有引线从测量装置上断开,用万用表测
量温度计各引线之间的电阻。
温度计开路,用万用表检查温度计各外引线之间的电阻,确定哪一根引线开路; 检查开路引线的接线片焊点处是否断开,必要时剪掉接线片,以区分引线开路的原因是温度计内部还是外部; 如果是温度
计外部引线开路,只需剪掉开路的那部分引线或重新焊接,温度计就会正常工作; 如果是温度计内部引线或温度计元件开路,则无法再使用。
温度计短路,温度计任何一对引线之间测得的电阻只有引线电阻( 2Ω 左右) ,很可能是温度计手柄内部或感温元件引出线短路,需要修理或更新; 温度计在室温下的电阻介于引线电阻与正常电阻之间,很可能是温度计感温元件的电阻线圈之间短路,温度计无法再使用。
(2) 温度计在水三相点测量时读数不稳定,应重新检查温度计的接线是否正确与牢固; 检查电测装置的测量是否正常(可以测量一个标准电阻,看测量值是否稳定) ; 如果正常,则利用这台电测装置测量另一支温度计,看测量值是否稳定; 如果确定只是这支温度计的测量读数不稳定,可能是温度计外护管有洞或裂开。
(3) 温度计只是在低温下的测量读数不稳定,而在室温或高温下均正常。检查被测量的低温物体或介质的温度是否稳定; 如果被测物体的温度稳定,则该温度计可能因为密封问题,使水汽进入了温度计。这种情况下温度计需要修理或更新。
(4) 温度计只是在高温下的测量读数不稳定,而在室温或低温下均正常。有可能是高温下被测量物体有漏电现象,建议将被测量的物体接地,观察是否有所改善。
(5) 温度计水三相点值升高,有可能的原因是机械碰撞或温度计元件氧化。应在温度计的上限温度退火 4 小时,如果发现温度计的水三相点值有恢复迹象,则继续退火直至稳定; 如果发现温度计的水三相点值继续升高而没有稳定的迹象,则该温度计需要修理或更新。
(6) 金属外护管的温度计测量不稳定,除了上面提到的原因之外,应检查一下温度计外护管与温度计引线之间的绝缘电阻; 如果绝缘电阻非常低,通常原因是温度计金属外护管泄漏。这种情况下需要修理或更新。
4、水三相点瓶在维护标准铂电阻温度计中的应用
水三相点是水的固相、液相和气相三态平衡共存的状态,该状态下温度的变化量可长期保存在0. 1mK 以内,稳定性好,不受外界大气压变化和空气中杂质的影响。水三相点瓶是复现水三相点的容器。
用水三相点瓶随时监测标准铂电阻温度计在水三相点的电阻值,根据变化规律及时退火,不仅可以使测量更为准确可靠,还可以延长标准铂电阻温度计的使用寿命。
为了避免当温度计已经超出允许极限时仍被使用,为保证由标准铂电阻温度计传递的温度的准确可靠,在温度计检定间隔期间,应定期使用水三相点瓶检查温度计 Rtp,并绘制控制图表,根据实际情况作相应处理。
对于不具备水三相点瓶的使用单位,可以用冰点( 冰水混合物) 代替水三相点。应在温度计被上级单位检定后做一次测量,记下冰点电阻值,以后每次测量都与该值比较。必须注意的是: 冰水混合物必须用蒸馏水制成; 冰点瓶内径不小于 200mm、内深不小于 400mm; 制成冰水混合物后,用玻璃棒从上盖中间孔插到冰点瓶底部,立即取出,再从该孔小心插入被测温度计,插入深度 300mm 左右。
标准铂电阻温度计测量精度高、稳定性好、制造工艺比较复杂,不耐震动,石英玻璃外保护管易破碎,使用不当会使温度计出现数据漂移或损坏,希望本文的探讨对广大标准铂电阻温度计的使用者能有所帮助。

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