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热电偶的常见故障有哪些?

更新时间:2026-01-26 点击量:52
热电偶是工业测温中很常用的传感器之一,其故障主要集中在电极本身、绝缘保护、接线系统、补偿环节四大核心部位,故障会直接导致测温不准、信号中断或漂移。以下是热电偶的常见故障类型、成因及典型现象,按现场出现频率排序,兼顾实用性与排查性:
 
一、电极丝相关故障(最核心、最常见)
 
电极丝氧化/腐蚀断裂
 
成因:高温下热电偶丝与炉内氧化性/腐蚀性气体反应(如K型热电偶在800℃以上氧化严重);热电偶丝材质不合格、壁厚过薄;频繁高温骤冷导致热疲劳。
 
现象:测温数值突然跳变(如骤降为室温)、信号中断;拆下后可见电极丝变脆、表面有氧化皮,甚至断点。
 
高发场景:冶金、陶瓷等高温炉窑,或含硫、氯的腐蚀环境。
 
电极丝短路/接地
 
成因:热电偶绝缘管(瓷管/刚玉管)破裂、磨损,导致两极丝接触;绝缘管内进入金属粉尘、熔渣,造成两极导通;热电偶丝与保护套管内壁接触(套管接地)。
 
现象:测温数值偏低、波动大,或显示值接近环境温度;用万用表测量热电偶内阻,阻值远低于正常值(正常热电偶内阻一般为几十至几百欧)。
 
电极丝老化/分度值漂移
 
成因:长期高温使用导致热电偶丝合金成分偏析、晶粒长大,热电特性改变;超量程使用(如将K型热电偶用于1300℃以上环境)。
 
现象:测温误差逐渐增大(如实际温度800℃,显示750℃),校准后短期内又出现漂移;低量程下误差较小,高量程下误差显著。
 
二、绝缘与保护套管故障
 
保护套管破损/渗漏
 
成因:高温下热膨胀不均导致套管开裂;被炉内工件、熔渣撞击磨损;腐蚀性介质侵蚀套管壁。
 
现象:测温响应变快(套管破损后热传导直接),但数值波动剧烈;若介质渗漏,还会引发电极丝腐蚀或短路。
 
绝缘管污染/结垢
 
成因:炉内粉尘、油污、熔渣附着在绝缘管内壁,或进入套管与电极丝之间。
 
现象:热电偶内阻增大,信号传输不稳定,测温数值漂移;低温段故障不明显,高温段误差加剧。
 
三、接线与补偿环节故障
 
补偿导线接错/破损
 
成因:补偿导线型号与热电偶不匹配(如用K型补偿导线接S型热电偶);正负极接反;补偿导线外皮破损导致芯线短路、接地,或受外界电磁干扰。
 
现象:测温误差大(可达几十至几百度);环境温度变化时,误差随温度同步变化;信号出现杂波干扰。
 
接线端子接触不良/氧化
 
成因:接线端子松动、生锈;高温环境下端子氧化,接触电阻增大。
 
现象:测温数值偶尔跳变,或显示值偏低;用手晃动接线端子,数值会发生明显变化。
 
冷端补偿失效
 
成因:测温仪/变送器的冷端补偿模块损坏;冷端温度传感器(如PT100)故障;未正确设置热电偶分度号。
 
现象:全量程测温误差恒定,或误差随环境温度变化;若冷端补偿完全失效,误差约等于环境温度与0℃的差值。
 
四、安装与使用不当导致的故障
 
插入深度不足
 
成因:热电偶插入被测介质的深度过浅(未超过保护套管直径的5-10倍),测温端接触到设备管壁(温度偏低)。
 
现象:测温数值偏低,且随设备外壁温度波动,与实际介质温度偏差大。
 
安装位置不当
 
成因:热电偶安装在介质流速过低、死角,或靠近加热元件/冷源的位置;被测介质存在温度分层,测温端未处于测温区。
 
现象:测温数值偏低、响应慢,或与其他测点数据差异显著。
 
电磁干扰
 
成因:热电偶线路靠近高压电缆、变频器、电机等强电磁设备,且未做屏蔽处理。
 
现象:测温数值出现无规律的波动、跳变,显示值带有杂波。
 
热电偶常见故障速查对照表
 
故障现象最可能的原因
 
测温数值突然中断/跳至室温电极丝断裂、保护套管破损导致电极腐蚀
 
测温数值偏低且波动大电极丝短路/接地、插入深度不足、补偿导线接错
 
测温误差随环境温度变化补偿导线接反/型号不匹配、冷端补偿失效
 
数值偶尔跳变,晃动接线端更明显接线端子接触不良、补偿导线芯线松动
 
高量程误差大,低量程正常电极丝老化/分度值漂移、超量程使用

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