某热电偶故障分析报告

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  摘 要:发动机燃气温度测量大多数采用K型热电偶传感器,燃气温度为发动机重要监控参数,热电偶的质量直接影响到发动机的使用安全,此热电偶故障具有典型性,指导热电偶的质量和可靠性改进。
  1 故障描述
  某热电偶在使用过程之中,出现显示温度指示异常,温度指示不稳定,在00~1000℃之间随机跳变。
  2 结构与功能简介
  K型热电偶作为一种温度传感器,K型热电偶通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
  K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。
  K型热电偶是目前用量最大的廉金属热电偶,其用量为其他热电偶的总和。K型热电偶丝直径一般为1.2~4.0mm。
  正极(KP)的名义化学成分为:Ni:Cr=92:12,负极(KN)的名义化学成分为:Ni:Si=99:3,其使用温度为-200~1300℃。
  热电偶根据偶头感应的温度产生一个热电势,其热电势与温度的对应关系符合GB2614-85中K分度的要求。热电偶的测量温度范围为0~1000℃,常用工作温度范围0~800℃。
  3 故障分析
  3.1 建立故障树
  对故障现象进行了确认和分析,热电偶断路故障由发动机因素包括超温使用、异物打伤和热电偶自身问题引起,基于以上分析建立故障树如下图1
  3.2 故障树排查
  经检查发动机试验数据,除发动机未超温,可排除该底事件。
  经孔探检查压气机、导向器、压气机、扩压器、火焰筒无异常,排除发动机内部异物打伤的底事件。
  热电偶本身故障不能排除。
  4 热电偶检查情况
  热电偶外观检查发现测量端偶丝牢固可靠无异常,固定瓷管未发生断裂现象,各连接部位可靠无其他任何外观缺陷,更没有影响传感器功能性的明显外观损伤,对传感器偶头部位进行分解,发现焊接点存在异常,焊接部位存在虛焊现象,焊接强度不满足设计要求。
  5 故障分析结论
  通过上述检查和分析,确认故障原因是偶头焊接不良,在振动环境下导致传感器断路。
  参考文献:
  [1]XX型热电偶传感器技术规范
  [2]王桂荣,李宪芝 传感器原理及应用 中国电力出版社 2010
  作者简介:
  朱志敏(1982.3-)男 江苏常州人 南京航空航天大学 本科生
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