热电偶老化与窑炉能耗的关系

辉达工控

两种不同导体的两端相互连接在一起，构成闭合回路，当两端的温度不同时，回路中就会产生热电动势（这种现象称之为贝赛克效应).
热电动势与不同导体的材质和连接两端的温度差有固定的关系，即，当导体的材质固定时，热电动势就只与导体两端的温度差有关系。
清楚热电动势的大小与导体两端温度差的关系后，就可以用测量热电动势的方式，反推得知温度差。这就是热点偶工作的基本原理。

原理上讲，任何两种不同导体两端连接在一起，都可以成为热电偶。但各种不同导体的热电动势与温度差的关系有些是非线性的，有些电动势不容易被准确测量。
因此，为了应用方便，国际上统一规定了几种固定材质的导体用来制作标准热电偶。

1：镍铬-镍硅热电偶       K型      0-1000℃        （国际通用）
2：铂铑10-铂热电偶       S型      0-1300-1600℃   （中国&欧洲）
3：铂铑13-铂热电偶       R型      0-1300-1600℃   （日本&东南亚）
4：铂铑30-铂铑6热电偶   B型      0-1600-1800℃   （国际通用）

标准热点偶的材质是固定的，其工作曲线，即热电动势与热电偶两端温度差也是固定的。

所有的智能测温仪表都是遵循上图的曲线检测温度的。
智能仪表只检测热电偶接入端的热电动势，再根据上图热电动势与温度的对应关系将测量值转化为温度值显示出来。
即，当智能仪表热电偶接入端的热电动势发生变化时，智能仪表的计算温度值也发生变化。我们假设热点偶热端温度没有变化，但出于某种原因传输到智能仪表接入端的电动势变小了，智能仪表也会认为温度变小，而相应的输出变小的温度。

热电偶在使用一段时间后，受腐蚀、老化等影响，导致其热电性发生变化，工作曲线就会偏离标准热电偶的工作曲线，从而导致使用标准曲线的智能仪表计算温度值发生偏差。

例如：R分度热电偶，正常使用时，热端温度为1400℃，热电动势为16.035mV。智能仪表接受到16.035mV电势后，也经过标准计算得出，该处温度为1400℃。
此时：智能仪表会显示1400℃，但当该热电偶长期使用，被腐蚀老化后，虽然其所处的温场温度为1400℃，但它已经无法足额输出16.035mV电动势，例如只能输出比如15.75mV，智能仪表接受到15.75mV后，仍按标准计算，得出该处的温度为1380℃。
此时：智能仪表会显示1380℃，检测结果就发生了偏差为20℃，但此时智能仪表设定的温度仍然为1400℃，
因此，智能仪表就会通知SCR持续加热，直到仪表接收到热电偶输入电动势变为16.035mVC才会停止。而此时，实际的温度已经有可能远远超过1400℃。

由于热电偶的老化通常导致其输出的热电动势下降，因此，老化后的热电偶测量值会偏低，而实际炉内温度是高于智能仪表的设定值的。当超出标准热电偶误差标准值后，就会带来比较大的负面影响,老化严重的热电偶会直接导致窑炉在高于仪表设定的温度下工作，不仅增加了保温功率，也增加了窑炉散热，浪费电能。