摘要：在对家电产品的能效检测中，其中温度参数的测量是十分重要的一个因素，其中有一部分产品通常使用的测量装置是热电偶，例如电冰箱耗电量、热水器24小时固有系数、电饭锅热效率、微波炉微波功能及烧烤功能等能效测试项目。为此，本文首先简要概述了热电偶的相关概念，分析了家电产品能效检测中常用到的热电偶种类及特点，并就其应用过程中易出现的问题及具体的使用管理建议提出了个人见解。
关键词：热电偶；家电产品；能效检测
1.热电偶概述
热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。
热电偶的技术优势：热电偶测温范围宽，性能比较稳定；丈量精度高，热电偶与被测对象直接接触，不受中间介质的影响；热响应时间快，热电偶对温度变化反响灵活；丈量范围大，热电偶从-40~+ 1600℃ 均可连续测温；热电偶性能牢靠，机械强度好。使用寿命长，装置便当。
2.家电产品能效检测中常用的热电偶种类及特点
家用电器能效检测中通常使用K型（镍铬-镍硅）、T型（铜-康铜）和J型（铁-铜镍）热电偶，下面分别介绍具体的使用场所和特点。
2.1 K型热电偶是一种应用十分广泛的高温廉价金属热电偶，测温范围为-50℃～1300℃，这种热电偶具有较好的抗氧化性能，可以在氧化性气氛或空气中长期使用，在真空及惰性气体中仅能短期使用。在500℃以上，不宜在还原性气氛以及硫、硫化物的气氛中使用。K型热电偶不足之处是稳定性差，如果长期在高温下使用，由于合金中溶质元素的择优氧化会使热电特性不稳定；大约在250℃～550℃范围内，由于存在短短有序结构，热电势出现与加热程序有关的不规则变化，及升温检定与降温检定结果不一致；在150℃-200℃内，K型热电偶负极容易发生极性转变。上述这些原因均导致热电势不稳定。
2.2 T型热电偶是一种准确度高的廉金属热电偶，所用的铜和康铜材料都容易提纯，复制性好，铜纯度高，无应力。T型热电偶不足之处是铜容易被氧化，所以不得在超过350℃的氧化性气氛中使用。
2.3 J型热电偶的一个重要优点可以在氧化性、惰性气氛、真空及还原性气氛中使用，测温范围为-40℃～+750℃，J型热电偶的缺点是在湿气中使用容易生锈，低于0℃可能出现脆化现象，它的准确度和均匀性不如T型热电偶。
3.热电偶在使用过程中出现的问题
大多数使用者会误认为热电偶结构简单、使用简单，用一句话简单的概括为“热电偶两根线，接上就完事”，就是因为这样的错误理解使得使用者对热电偶的原理和使用的注意事项不了解，疏忽平时对热电偶的管理，使得热电偶在使用过程中经常出现下面列举的一些问题：
3.1热电偶测量端不规范，如测量端过长、被氧化或没有进行焊接处理。
3.2没有根据被测环境的温度选用合适的热电偶，如热电偶的外部绝缘材料超出了使用温度。
3.3在测量温度动态变化快的场合，使用了动态温差大的热电偶以及仪表。
注：当被测介质温度变化后，由于热电偶的热惯性和仪表的机械惯性，使测量仪表来不及立即指示出变化了的温度，由此引起的测量误差称为动态误差，也称为热响应时间。
3.4没有对热电偶的平常使用进行有效管理，新制作的热电偶没有进行检定和有效的确认，经常使用的热电偶没有相应的措施来验证其特性是否发生变化。
3.5在热电偶的测量回路中没有采取有效的防干扰的措施。
4.热电偶在家电产品能效检测的使用和管理建议
综合上述分析热电偶的使用并不是随意那样接上就可以了，在使用过程中还是有很多方面需要注意，下面针对以上出现的情况分别给出正确使用与管理热电偶的建议：
4.1按照图a、b、c所示及其要求对热电偶测量端进行处理。
4.3在测量温度动态变化快的场合，应选用符合要求的动态误差小的热电偶及仪表。
4.3应对热电偶进行日常管理，新购置的热电偶线应该有厂家提供的符合相关标准的证明，新制备的热电偶在投入使用前应进行检定/校准或有效确认，对使用中的热电偶应进行定期检定/校准和期间核查。期间核查可以利用0℃的冰水混合物和100℃的沸水作为标准温度进行。
4.5为避免干扰，测试用电源与热电偶的测温系统的供电电源尽量应隔离开，测温系统应安装相应的防干扰装置，避免电磁干扰影响到温度的测量。
结束语
总之，应用热电偶进行家电产品的能效检测必须要按照产品的实际情况和相关规范进行，避免由于热电偶的应用不当而使家电产品最终的能效检测结果产生误差。在满足功能、性能、可靠性、经济性、方便操作等方面条件的基础上，提高检测效率，降低测量误差。
参考文献
[1]吕鹏飞，裴东兴，沈大伟.基于K型热电偶的瞬态测温技术的研究[J].传感技术学报.2014.
[2]葛纪全，刘盼盼.热电偶使用方法研究[J].计量与测试技术.2013.
[3]陈利君.浅谈电子电器产品能效检测的质量控制技术[J].中国高新技术企业.2014.
论文作者:邓良发
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/2
标签：热电偶论文; 测温论文; 测量论文; 温度论文; 家电产品论文; 能效论文; 仪表论文; 《建筑学研究前沿》2017年第31期论文;