K型补偿导线与热电偶的连接需遵循极性匹配、接触可靠、环境隔离的原则,以确保测温信号的准确传输。以下是具体连接方法及注意事项:
一、连接步骤
1. 确认极性
K型热电偶极性标识:
正极(镍铬合金):通常标为红色或无标记,线径可能略粗。
负极(镍铝合金):通常标为蓝色或白色,线径略细。
补偿导线极性标识:
操作:将补偿导线的正极与热电偶正极连接,负极与负极连接,严禁极性反接(否则会导致温度显示值反向偏移)。
2. 选择连接方式
根据应用场景选择以下连接方式之一:
焊接连接(推荐):
适用场景:高温、振动环境,需长期稳定运行。
操作:
优势:接触电阻小,抗振动能力强。
用剥线钳剥去热电偶和补偿导线端头约5mm绝缘层。
将对应极性的导线绞合后,用小型焊锡炉或电烙铁焊接(温度控制在300℃以下,避免损伤导线)。
焊接后用绝缘套管(如热缩管)包裹接头,防止短路。
压接连接:
适用场景:快速安装或临时测温,需频繁拆卸的场景。
操作:
注意:压接力需均匀,避免虚接导致接触电阻增大。
使用专用压接钳和冷压端子(如叉形或圆形端子)。
将补偿导线和热电偶端头插入端子,压紧后用绝缘胶带缠绕。
插接连接:
适用场景:需快速更换热电偶的场景(如实验室测试)。
操作:
优势:拆装方便,但需确保插头插座接触良好。
选用配套的插头插座(如微型热电偶插头,型号如MINI-THERMOCOUPLE)。
将补偿导线和热电偶端头分别焊接至插头和插座的对应极性引脚。
3. 绝缘处理
步骤:
焊接或压接后,用绝缘套管(如硅胶热缩管)包裹接头,套管长度应覆盖接头两侧至少10mm。
加热热缩管使其收缩紧固(可用热风枪或打火机均匀加热)。
若环境潮湿或腐蚀性强,可在热缩管外再缠绕一层自粘性防水胶带。
目的:防止接头短路或受潮,避免信号干扰。
二、注意事项
1. 避免补偿导线延伸过长
原则:补偿导线仅用于将热电偶冷端(参考端)延伸至温度恒定的环境(如控制室),不可替代热电偶测量高温段。
长度限制:补偿导线总长度建议不超过15米(若需更长距离传输,应改用温度变送器将信号转换为4-20mA电流信号)。
风险:过长补偿导线会增加电阻,导致信号衰减或引入噪声。
2. 远离强电磁干扰源
干扰源:变频器、高压开关柜、电焊机等设备产生的电磁场可能通过补偿导线耦合至测温回路。
措施:
3. 补偿导线与热电偶型号匹配
4. 冷端温度补偿
原理:热电偶的输出电动势与冷端温度相关,需通过补偿措施消除冷端温度波动的影响。
方法:
三、典型应用案例
案例1:锅炉温度监测
场景:某电厂锅炉需监测燃烧室温度(800-1000℃)。
连接方式:
K型热电偶(正极红色,负极蓝色)插入燃烧室,冷端延伸至控制室。
使用K型屏蔽补偿导线(正极红色,负极蓝色)连接热电偶和仪表,屏蔽层单端接地。
接头采用焊接+热缩管绝缘处理,敷设时避开高压电缆。
效果:温度测量误差≤±2℃,满足锅炉安全规范。
案例2:半导体晶圆加工
场景:晶圆加热炉需控制温度在±0.5℃以内。
连接方式:
特殊精度K型热电偶(正极/负极极细线径)插入加热腔。
使用超细屏蔽补偿导线(φ0.1mm)连接至高精度温控仪,屏蔽层接地。
接头采用插接式连接,便于快速更换热电偶。
效果:温度波动控制在±0.3℃以内,确保晶圆加工良率。
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