铠装热电偶国家标准及选择

　　铠装热电偶国家标准

　　国际现行标准

　　2016年4月，IEC 61515:2016（铠装热电偶电缆和热电偶标准正式修订出版。IEC 61515:2016标准包括范围、引用标准、术语和定义、一般原则、铠装热电偶电缆和铠装热电偶的要求和验证试验、交付条件、包装、标志、证书、资料性附录（双支和三支铠装热电偶电缆和热电偶偶丝间距的替代配置、绝缘材料成分和工作温度上限）等章节。该标准规定了工业用单支、双支和三支铠装热电偶电缆及铠装热电偶的要求。此次修订增加了双支和三支产品规格，这在各国标准中是首次，大部分企业目前都将这种规格作为非标产品生产。IEC 61515:2016与IEC 61515:1995的主要技术变化有三个方面，第一是对双支和三支类型进行了规范;对绝缘电阻的要求进行了修订，以便用户根据需要，选择最佳产品。，第二是扩展了新的套管材料。，第三是增加了测试项目、方法，以增强用户体验的友好性。

　　中国现行标准

　　我国现行的铠装热电偶电缆和铠装热电偶标准分别为《工业铠装热电偶技术条件》（ JB/T 5582 -2014），《廉金属铠装热电偶电缆》（ JB/T 8205 -1999）和《铠装热电偶电缆和铠装热电偶》（GB/T18404一2001）。

　　1981年，我国制定了行业标准ZB Y027一81（铠装热电偶技术条件》。该标准后按新标准号体系重新编号，当前版本为JB/T 5582一2014《工业铠装热电偶技术条件》标准。我国自20世纪80年代起，就参与IECSC65 B/WG5温度工作组，全程参与两版IEC 61515的制定。虽然1985年版的草案中，我国有很多指标达不到要求，但是我国从那时起就着手技术攻关。1987年，我国制定了JB 8205系列铠装热电偶电缆标准，该标准当前的版本是JB/T 8205一1999《廉金属铠装热电偶电缆》。

　　2001年，制定了GB/T 18404一2001（铠装热电偶电缆和铠装热电偶》标准，该标准等同采用IEC 61515： 1995。在这一版起草之初，由于IEC 61515:1995的技术要求比当时的JB/T 5582 -1991和JB/T 8205一1999低，国内行业专家都犹豫是否要将IEC标准转化为国标，后考虑我国采用国际标准的政策和对标委会采标率的评价，我国仪表材料和温度仪表的标准化主管单位联合，将该IEC标准转成国标。该标准适用于由一对廉金属偶丝构成的一般工业用铠装热电偶电缆和铠装热电偶。

　　标准比较

　　IEC 61515:2016与GB/T 18404一2001的技术差别就是前文提到的IEC 61515:2016与IEC 61515:1995的差别，现对IEC 61515： 2016和JB/T 8205JB/T 5582一2014的主要技术条件指标进行比较。

　　【IEC 61515:2016与JB/T 8205】

　　①尺寸规范。IEC 61515:2016在JB/T 8205单支尺寸的基础上，增加了3. 2mm，4. 8mm、6. 4 mm，9.5 mm，10.8 mm这5种外径规格。

　　②电缆横截面。IEC 61515:2016增加了双支和三支类型横截面规范，但对绝缘层厚度未作相应规定，它应当满足绝缘强度要求和绝缘电阻要求。JB/T 8205只给出单支类型。

　　③表面粗糙度。IEC 61515:2016规定套管整体表面粗糙度应等于或优于GB/T 131表面粗糙度3.2 ［Lm， JB/T 8205无细化要求。

　　④套管完整性检查。1EC 61515:2016规定热电偶电缆应浸泡在水中5 min（不包括热电偶电缆末端），取出后测量绝缘电阻，相较于JB/T 8205要求的浸泡60 min，在试验时间上更快捷。

　　⑤套管延展性和偶丝延展性。在IEC 61515:2016中，这是2项试验，JB/T 8205对应的则是“可绕半径”试验。IEC 61515:2016要求“可绕直径为样品直径6倍的芯轴3圈”， JB/T 8205则要求“在5倍其直径的圆柱体上弯绕5圈”。由此可以看出，JB/T 8205的要求更高。IEC 61515:2016新增了套管材料鉴别技术要求。

　　⑥室温绝缘电阻。虽然IEC 61515： 2016和JB/T 8205的热电偶电缆外径分类不同，但最小室温绝缘电阻指标基本一致。对外径1mm以上的铠装热电偶，室温绝缘电阻指标大幅提高。

　　出于电气安全的考虑，室温绝缘电阻指标一般不是很高。而铠装热电偶的室温绝缘电阻不仅仅是电气安全要求，它采用简单经济的测试方法，对产品的原料质量、防潮工艺的严密性以及最终产品的密封性进行综合考核。

　　⑦高温绝缘电阻。IEC 61515:2016的指标体系发生了变化，IEC 61515:2016按不同外径分别提出了在300℃，500℃，800℃和1 000℃的技术指标，指标采用“M欧姆丶m”形式给出，对实际技术要求有较大的提高。JB/T 8205则只在一个温度点检验，固定加热长度为0 .5 m。

　　⑧绝缘强度。IEC 61515:2016增加了绝缘强度技术要求，这是对删除电缆横截面绝缘层厚度要求的解决方案。绝缘层厚度要求存在两个问题：一是尺寸链表达要求难以满足;二是实际测量需要采取损坏性手段，且只测得测量断面的情况，其他断面情况仍然不明。绝缘强度是铠装热电偶的一项出厂必检项目。因此，这一要求对铠装热电偶电缆绝缘材料的选择和制造工艺过程的控制是综合性考验。

　　⑨热电动势测量。IEC 61515:2016和JB/T 8205要求相同，JB/T 8205给出了详细的试验方法。

　　【IEC 61515:2016与JB/T 5582 - 2014】

　　①外观及装配质量。除成品热电偶表面应目测干净、干燥外，IEC 61515:2016规定：整体表面粗糙度应等于或优于GB/T 131表面粗糙度3.2 5m。粗糙度应通过与表面粗糙度样块比较来确定。

　　②热电偶元件。IEC 61515:2016对JB/T 5582-2014尺寸规格进行扩充，增加了3. 2 mm‘。 4. 8 mm 1.6.4 mm，9.5 mm， 10.8 mm这5种外径规格，并对双支和三支类型进行了规范。

　　③热电偶测量端区外径和热电偶测量端纵截面尺寸。IEC 61515:2016和JB/T 5582一2014规定的接壳型、绝缘型测量端纵截面一致。

　　④常温绝缘电阻。当0.5 mm 《D：！！} 1. 6 mm且测试电压=100 VDC时，因日本专家的坚持，IEC 61515:2016规定的最小绝缘电阻为20Mfl。目前，只有日本标准采用20 M1要求。

　　⑤高温绝缘电阻。IEC 61515:2016给出了T， J，E，K，N这5类分度号在温度分别为300 CC， 500℃、800℃、1 000℃，且0 .5 mm：！！E} D：《， 1 .6 mm、1 .6 mm《D感 3.2 mm， D 》 3. 2 mm时的最小绝缘电阻。IEC61515:2016的要求比JB/T 5582一2014的要求更细化，比其中标准级的要求高很多，但是比提高级的要求低。

　　⑥热响应时间、热电动势及允差、极性和跌落试验。IEC 61515:2016和JB/T 5582一2014对这4项的要求一致。

　　⑦偶丝对电阻（指一对热电偶丝的电阻）。JB/T 5582一2014无该项技术要求。IEC 61515:2016规定偶丝对电阻应符合企业自己的声明，这看上去是一项很宽松的要求，但是实际上对制造企业的产品工艺一致性提出了很高的要求。我国企业通常不提供该项参数，因为企业的恺装热电偶电缆的来源多样化，内部偶丝的粗细均匀性难以检测，各端点焊接的工艺一致性也不够稳定;偶尔有企业在样本中提供该数据，来源往往是国外产品样本或按热电偶丝材标准提供的数据估算。IEC 61515:2016虽然提出了该项技术要求，但是没有规定试验方法。由于存在热电偶的热电势，采用一般模拟万用表测量会有较大误差，因此需要采用恒流法的数字万用表，正反两次测量取平均值。

　　⑧焊接封头密封性。IEC 61515:2016对此作了严格规定，规定水淬试验、惰性气体压力试验、液氮试验、着色探伤试验，较JB/T 5582一2014增加了着色探伤试验，且将氮气气氛改为惰性气体气氛。IEC 61515:2016另外增加了冷端密封水浸试验、X射线照相检查。实际上，X射线照相检查并不是独立的项目，而是热电偶测量端纵截面尺寸的试验方法。冷端密封水浸试验则是对绝缘型工作端产品的冷端密封效果进行检查。

　　铠装热电偶选择

　　根据测温范围选择：500℃以上一般选择热电偶，500℃以下一般选择热电阻；根据测量精度选择：对精度要求较高选择热电阻，对精度要求不高选择热电偶；

　　根据测量范围选择：热电偶所测量的一般指“点”温，热电阻所测量的一般指空间平均温度；2线制热电阻配线简单，但要带进引线电阻的附加误差。因此不适用制造A级精度的热电阻，且在使用时引线及导线都不宜过长。线制可以消除引线电阻的影响，测量精度高于2线制。作为过程检测元件，其应用最广。线制不仅可以消除引线电阻的影响，而且在连接导线阻值相同时，还可以消除该电阻的影响。在高精度测量时，要采用4线制。