工业测温难题破解：如何让热电阻远离强电磁场干扰？
精准测温的背后，是技术与细节的完美结合
在工业自动化控制领域，温度测量至关重要，而热电阻作为中低温区最常用的温度检测器，其测量准确性直接影响到生产安全与产品质量。然而，强磁场和强电场环境下的测温干扰问题，一直是困扰许多工程师的技术难题。今天，我们就来深入探讨如何有效避免热电阻安装在有强磁场或电场的区域，确保温度测量的准确可靠。
为什么热电阻要远离强电磁场？
热电阻是基于金属导体电阻值随温度变化的特性进行温度测量的。这种精密的电阻变化测量极易受到外部电磁环境的干扰。
在水电厂、发电厂等工业环境中，发电机端口电压通常高达千伏级，产生的强电场以及转子漏磁产生的强磁场对热电阻和测温系统干扰非常严重。实测数据显示，某些推力瓦测温电阻感应的漏磁电压信号甚至可达到110V，这使得温度测量值变得毫无意义，还可能导致回路中的其他器件损坏。
电磁干扰会导致温度显示值不稳定、跳变，甚至误报警，严重时可能引发不必要的机组停机，造成巨大的经济损失。
有效避免电磁干扰的实用方法
合理选择安装位置
在安装热电阻时，首先应合理选择测点位置，尽量避开强磁场和强电场区域。热电阻的安装地点应尽可能远离热源、电场、强磁场等，防止外来因素干扰测量结果。
对于已经存在的强电磁环境，如果无法完全避开，可以考虑改变热电阻的安装方式，例如采用悬空安装，使热电阻不与炉壁的耐火砖接触，并在热电阻与支架之间采用绝缘物进行隔离。
完善的屏蔽措施
屏蔽是抵抗电磁干扰的有效手段。具体可采用以下方法：
将热电阻的补偿导线穿在铁管或其他金属屏蔽物内进行屏蔽，防止电磁干扰和高压电场的干扰。使用此种方法时应注意将铁管和屏蔽物良好接地，并将补偿导线绞起来。
对于强磁场干扰，一体化网状屏蔽是最有效的方案。热电阻的电缆引接线多且长，中间环节多，在布线时要特别仔细，在每个环节上都要求把引接线的屏蔽线可靠地接到公共接地端。引接线应选用测量专用的带铜丝网状屏蔽层、线芯为镀银线芯的三芯（或四芯）电缆。
改变信号传输方式
如果屏蔽措施仍无法有效解决干扰问题，可以考虑改变信号传输方式。
在现场或现场站PC室内通过加装Pt100热电阻温度变换器，将Pt100电阻信号转换为标准DC4～20mA信号，相应改变计算机输入信号通道。因为DC4～20mA信号的抗干扰能力非常强，这种方法可有效消除信号传输过程中产生的干扰。
正确的接地处理
接地是引入大地消除干扰的重要方法。具体有两种接地形式：热电阻参考端接地和热电阻测量端接地。
参考端接地法是将热电阻（或补偿导线）输出端的一端，通过一个足够大的电容接地（条件许可时电容越大越好）。测量端接地法则是从热电阻的测量端引出一根金属丝接地，对高温漏电干扰有很好的预防效果。选用金属丝时应选用耐高温且对热电阻电极无害的金属丝。
优化接线方式
热电阻的接线方式也影响着抗干扰能力。工业过程控制中通常使用三线制接线方式，可以较好地消除引线电阻的影响。四线制则可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。
避免使用二线制接线方式，因为二线制会将引线电阻叠加到热电阻的电阻值上，导致测量误差增大。以20米电缆为例，导线的电阻约为3欧姆，换算成温度值误差可达6℃，这个误差是非常大的。
特殊环境下的额外防护措施
在某些特殊环境下，需要采取额外的防护措施：
高温高压环境：安装在高空的露天热电阻要注意做好套管及引线的防水措施，以免热电阻内部进水造成短路。安装在高温、高压处的热电阻要做好对引线的隔热措施。
油浸环境：对于长期浸泡在油中的热电阻（如水电厂推力轴承），应选用耐油、耐温的聚全氟乙丙烯（FEP）绝缘电缆，这种材料可在-250～250℃温度内长期使用，具有优良的耐油、耐腐蚀和耐热性能。
振动环境：在存在强烈振动的环境中，应考虑在电缆引接线与测温电阻的结合部位加保护装置，如锥形弹簧保护管、波纹管和铠装丝延伸保护等，解决根部断线的故障。
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