热电偶固定方式对测量结果影响

[摘要]通过实验数据测试对比,列出.不同固定方式下热电偶测得的温度数据,帮助生产企业更好的理解标准含义,为生产提供帮助。
1前言
　　智能坐便器是一种集合了包括冲洗以及清洗、暖风、座圈加热为一体的卫生洁具设备。智能坐便器的座圈温度测试是将热电偶的测温点紧贴在座圈表面上测得。热电偶测温基本原理将两种不同材料的金属焊接起来,构成-一个闭合回路。当两种不同的金属相接触时,由于两者的电子逸出电势和自由电子密度的差异,在两种金属的表面之间会产生接触电势差。而如果在焊接端(即测量端)加热产生温差,则在回路中就会产生热电动势,此种现象称之为塞贝克效应,也即温差电效应。
　　在实际检测过程中，检测人员会发现有些标准只是很笼统地表述试验方法,并没有明示出热电偶测温线的固定材料和具体的固定方式。在测温时,何种固定材料及方式更能直接反映被测物体的实际温度,恐怕大部分测试者并不能直接给出明确答案。针对热电偶的固定材料和方式进行对比试验分析。
2各标准检测方法
2.1GB/T34549-2017
　　将智能坐便器座圈加热置于温度最高模式,接通电源，15min后用热电温度计测量测定点温度。每个点隔2min测定一次,共测量5次,取5次的算术平均值。
2.2GB/T23131-2019.
　　打开便盖,将电便座坐圈加热档位置于温度最高模式,启动坐圈加热功能,防止30min后,用尺寸为10mmX10mm的高温胶带覆盖热电偶,紧贴测量表面,每隔2min测一次,共测5次。
2.3T/CBMF15-2019;T/CBCSA15--2019
　　使用尺寸为10mmX10mm的铝箔胶带(型号:3M425)覆盖热电偶,铝箔胶带与热电偶应紧密贴合,中间不得有气泡,胶带中心为热电偶顶端点,且除铝箔胶带外的热电偶导线应竖立离开座圈表面。将智能坐便器座圈加热置于温度最高模式,接通电源,打开便盖。非即热座圈在非落座情况下,启动坐圈加热功能,保持无风环境,15min后测定座圈温度。每个点隔2min测定一次,共测量5次,取5次的算术平均值。
　　可以看出来GB/T23131-2019是在GB/T34549-2017的基础上说明了胶带的类型。T/CBMF15--2019是在GB/T34549-2017的基础上,说明了粘贴材料、具体方法等细则，几种标准的共同点都是每隔2min采集一-次温度,共采集5次并取均值。
　　在温度测试过程中,热电偶作为--种常用的测温元件,对于粘贴的固定方式,有多种材料可以选择:(1)铝箔胶带粘贴;(2)高温胶带粘贴;(3)透明胶带粘贴;(4)电工胶带粘贴。
3实验方案
 
　　由于这几种标准对于坐圈温度测量点的数量不同,本次试验以GB/T23131-2019为基准测试取相同的10个测试点,使用T型热电偶,midiGL840为温度测量装置,选用同一智能坐便器,调试到座圈最高温度档,保持239的稳定无风环境,分别测试热电偶4种不同材料粘贴下,测温线全部紧贴坐圈表面和导线竖立离开座圈表面下的数据。计算10个测温点的平均值作为对比数据。
4实验结果及分析
4.1不同材料粘贴试验结果的比较
　　图2给出了热电偶测温线在3M425铝箔胶带、高温胶带、透明胶带和电工胶带作为固定材料,粘贴方式为放平下分别测得的座圈温度平均值。
 
　　可以看出,用3M425铝箔胶带测得的温度最高,最接近实际温度,可以认为是真值,以下的数据分析以此作为比较基准。而透明胶带和电工胶带温度相比实际温度差了2℃左右。用高温胶带和实际温度最接近。这是由于透明胶带和电工胶带与铝箔胶带相比隔热性能较差,无法长时间维持座圈表面温度,热量散发过快引起的。
　　测试中还发现,用电工胶带和透明胶带在测试中会出现粘性变差热电偶测温线与座圈接触不好的状态,传感器与被测物体松动的可能性较大。铝箔胶带以及高温胶带这种状态会稍好一点。
4.2不同固定方式试验结果的比较.
　　图3展示了将热电偶测温线放平粘贴和架空立起这两种不同的固定方式下,测得的座圈温度数据。
 
　　根据试验结果发现,无论使用何种材料粘贴,将热电偶测温线竖立得到的温度比放平时候的温度普遍要低1℃左右。这是由于竖立安装与热电偶紧贴安装时相比气流吸收热量更多,散热速度更快,而接触端所能提供的热量不足以补偿,所以竖立安装的热电偶测温线无法维持稳定的温度,自然会比紧贴被测表面安装的热电偶测量得到的温度相对低。
5结语
　　通过对比试验,针对热电偶在不同材料、不同固定方式下进行试验,试验结果表明,在检测过程中,对于座圈温度的测定,在标准没有明确描述的背景下,应尽可能使用铝箔胶带,固定紧固,不应让热电偶与座圈表面之间产生缝隙,并让测温线紧贴被测表面,必须保持试验环境无风,减小气流对测温的影响，从而减小测试误差。