熱電偶幾種使用環(huán)境解說

  我們在使用熱電偶的環(huán)境中,要做好如下幾種選擇:

(1)選擇性氧化 


對于含F(xiàn)e的Ni—Cr合金,如果氧分壓低于特定值,那么同O2親和力大的Cr,將發(fā)生選擇性氧化,這是Ni—Cr合金特有的晶界氧化。如用顯微鏡觀察外表面氧化層,就可以看到綠色析出物,這種現(xiàn)象通常稱為“綠蝕”。尤其是當(dāng)溫度在800℃—1050℃范圍內(nèi),體系內(nèi)又含有CO,H2等還原性氣體時,K型熱電偶的正極,更容易發(fā)生選擇性氧化。這種因Cr含量降低而引起的熱電勢偏低,已成為K型熱電偶在熱處理行業(yè)長期使用的限制因素。更多:http://www.mc-saic.com/ 
如果采用的氣體很純,并且系統(tǒng)中不含氧,可以延長熱電偶使用壽命?墒牵绻麩犭娕冀z表面有氧化層時,仍可為Cr的選擇性氧化提供足夠的氧。因此,在非氧化性氣氛中使用時,應(yīng)采用干凈、拋光的偶絲。同時,應(yīng)盡可能避免在帶有微量氧的惰性氣體或氧分壓很低的空氣中使用。當(dāng)保護(hù)管長徑比較大時(即保護(hù)管很細(xì)),由于空氣循環(huán)不良,形成缺氧狀態(tài),其殘余的少量氧仍可為Cr的選擇性氧化提供條件。 

(2)選擇性氧化的對策 


為了防止或減緩K型熱電偶因選擇性氧化而引起劣化,除了在材質(zhì)方面加以改善外,還應(yīng)在熱電偶結(jié)構(gòu)上采取相應(yīng)對策: 
①選擇對氧親和力較Cr更強(qiáng)的金屬作為吸氣劑,封入保護(hù)管內(nèi),防止Cr發(fā)生選擇性氧化,也可以采用增加保護(hù)管直徑或吹氣的方法增加氧含量。 
②裝配式熱電偶實(shí)體化。作者開發(fā)的專利產(chǎn)品—實(shí)體型滲碳爐用熱電偶,即開發(fā)出具有密封結(jié)構(gòu)的裝配式熱電偶,可防止Cr發(fā)生選擇性氧化,經(jīng)瓦軸集團(tuán),一汽,二汽,易普森工業(yè)爐,沈重,沈齒,錢江摩托等十幾家企業(yè)多年使用證明,此方案有效。使用壽命在12個月以上,用戶很滿意。 


(3)使用氣氛的影響 


熱電偶的穩(wěn)定性,因使用溫度,氣氛不同各異,對同一種傳感器,如K型熱電偶的最高使用溫度也因直徑不同而變化,直徑相同的K型熱電偶也因結(jié)構(gòu)的不同,其穩(wěn)定性也有很大差異。

 

在選擇熱電偶時,必須針對使用條件考慮如下幾點(diǎn): 


①常用溫度及最高使用溫度 
②氧化還原等使用氣氛 
③抗振動性能 


對于裝配式熱電偶而言,氣氛的影響,首先取決于保護(hù)管材質(zhì)及熱電偶結(jié)構(gòu),因此,熟悉、掌握各種保護(hù)管材料的物理、化學(xué)性能是很必要的。例如:在粉末冶金行業(yè)中,常用鉬管作為熱電偶保護(hù)管。在1600℃的H2氣氛下,使用效果較好。然而,鉬管在氧化性氣氛下,很短時間就因氧化而蝕損。其次,應(yīng)根據(jù)使用氣氛,選擇合適的熱電偶,在1300℃以上的氧化性氣氛中,選擇鉑銠熱電偶,在還原性、真空條件下采用鎢錸熱電偶較好。 
對于K型熱電偶,適于在空氣、O2等氣氛中工作,但在H2中使用時,其表面被H2還原,短時間無影響,如果長時間暴露在H2中,在加速還原的同時,將使偶絲發(fā)生晶粒長大而斷線;在CO或煤氣等還原性氣氛中,其劣化將顯著加快而超差。 
對于鎧裝熱電偶,氫的原子半徑很小,容易透過外套進(jìn)入其內(nèi)部,同樣也將加速劣化,致使熱電勢值大幅度降低。

 
(4)絕緣電阻的影響 


熱電偶用絕緣物,在高溫下,其絕緣電阻隨溫度升高而急驟降低,因此,將有漏電流產(chǎn)生,該電流通過絕緣電阻已經(jīng)下降的絕緣物流入儀表,使儀表指示不穩(wěn)或產(chǎn)生測量誤差,也可能發(fā)生記錄儀亂打點(diǎn)的現(xiàn)象。 

熱電偶的工作原理是:兩種不同成分的導(dǎo)體兩端經(jīng)焊接、形成回路,直接測溫端叫測量端,接線端子端叫參比端。當(dāng)測量端和參比端存在溫差時,就會在回路中產(chǎn)生熱電流,接上顯示儀表,儀表上就指示出熱電偶,產(chǎn)生的熱電動勢的對應(yīng)溫度值。熱電偶的熱電動勢將隨著測量端溫度升高而增長,熱電動勢的大小只和熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān),和熱電極的長度、直徑無關(guān)。 
裝配式熱電偶主要由接線盒、保護(hù)管、絕緣套管、接線端子、熱電極組成基本結(jié)構(gòu),并配以各種安裝固定裝置組成。備注:關(guān)于本型號具體技術(shù)要求(如長度、螺紋或法蘭接等)可與公司洽詢。 

工業(yè)用裝配式熱電偶作為測量溫度的傳感器,通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。它可以直接測量各種生產(chǎn)過程中從0℃~1800℃范圍內(nèi)的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。 
根據(jù)國家規(guī)定,我廠從1987年起開始生產(chǎn)符合IEC國際標(biāo)準(zhǔn)分度號的鉑銠30—鉑銠6—鉑銠10—鉑、鎳鉻—鎳硅、鎳鉻—銅鎳、銅-銅鎳、鐵-銅鎳等型式熱電偶。

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