熱電偶的測(cè)量誤差及其注意事項(xiàng)和安裝方法

解決和安裝熱電偶問(wèn)題，zui常用溫度傳感器。 但是，如果在使用過(guò)程中不注意，也可能引起較大的測(cè)量誤差。 針對(duì)目前存在的問(wèn)題，詳細(xì)探討影響測(cè)量誤差的因素:指出熱電偶插入深度、響應(yīng)時(shí)間、熱輻射和熱阻等熱電偶線不均勻、鞘熱電偶分流誤差、k型熱電偶選擇氧化、k狀態(tài)、使用環(huán)境、絕緣電阻和熱電偶老化等使用中的注意事項(xiàng)。 有助于提高測(cè)量精度，延長(zhǎng)熱電偶的壽命。

關(guān)鍵詞:測(cè)量誤差注意事項(xiàng)分流誤差k狀態(tài)熱電偶老化

1 .前言

傳統(tǒng)測(cè)溫系統(tǒng)中zui常用的溫度傳感器>； 熱電偶由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，&ldquo； 熱電偶的兩條線連接起來(lái)&rdquo； 事實(shí)并非如此。 熱電偶的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題。 例如，如果安裝和使用方法錯(cuò)誤，會(huì)引起較大的測(cè)量誤差，檢定合格的熱電偶也會(huì)因?yàn)椴僮麇e(cuò)誤，使用時(shí)不合格，或者在滲碳等還原性氣氛中不注意的話，k型熱電偶也會(huì)因?yàn)檫x擇氧化而變得嚴(yán)重。

為了提高測(cè)量精度，減少測(cè)量誤差，延長(zhǎng)熱電偶的壽命，使用者不僅要求具備儀表面的操作技能，還要求具備物理、化學(xué)、材料等多方面的知識(shí)。 作者在多年實(shí)踐的基礎(chǔ)上，參照有關(guān)資料詳細(xì)介紹了熱電偶的測(cè)量誤差及其注意事項(xiàng)。

2 .測(cè)量誤差的主要影響因素

2.1插入深度的影響

(1)測(cè)溫點(diǎn)的選擇

熱電偶的安裝位置，即測(cè)溫點(diǎn)的選擇是zui的關(guān)鍵。 測(cè)溫點(diǎn)的位置在生產(chǎn)過(guò)程中必須是典型的、非典型的，否則會(huì)喪失測(cè)量和控制的意義。

(2)插入深度

熱電偶插入被測(cè)量場(chǎng)所后，沿傳感器的長(zhǎng)度方向產(chǎn)生熱流。 環(huán)境溫度低的話會(huì)有熱損失。 熱電偶與被測(cè)量對(duì)象的溫度不一致，產(chǎn)生測(cè)溫誤差。 也就是說(shuō)，熱傳導(dǎo)引起的誤差與插入深度有關(guān)。 插入深度與保護(hù)管的材質(zhì)有關(guān)。 金屬保護(hù)管熱傳導(dǎo)性好，其插入深度必須深(直徑約15) 20倍)，陶瓷材料絕熱性能好，可以插入淺(直徑約10-15倍)。 關(guān)于工程的測(cè)溫，其插入深度也與測(cè)量對(duì)象靜止或流動(dòng)等狀態(tài)有關(guān)。 例如，流動(dòng)的液體和高速氣流的溫度的測(cè)定不受上述限制。 插入深度可以很淺。 具體數(shù)值應(yīng)由實(shí)驗(yàn)決定。

2.2響應(yīng)時(shí)間的影響

接觸法測(cè)溫的基本原理是測(cè)溫元件與被測(cè)者實(shí)現(xiàn)熱平衡。 因此，測(cè)溫時(shí)需要保持一定的時(shí)間，使兩者達(dá)到熱平衡。 保持時(shí)間的長(zhǎng)度與測(cè)溫元件的熱響應(yīng)時(shí)間有關(guān)。 熱響應(yīng)時(shí)間主要根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)和測(cè)量條件而有很大差異。 對(duì)于氣體介質(zhì)，特別是靜止氣體，在為了取得平衡必須保持至少30min以上的液體中，zui也立即變成5min以上。

對(duì)于溫度不斷變化的被測(cè)場(chǎng)所，特別是瞬間變化的過(guò)程，全過(guò)程要求僅為1秒，傳感器的響應(yīng)時(shí)間要求為毫秒水平。 因此，一般的溫度傳感器不僅會(huì)使被測(cè)定對(duì)象的溫度變化速度產(chǎn)生延遲，還會(huì)因未達(dá)到熱平衡而產(chǎn)生測(cè)定誤差。 zui較好選擇響應(yīng)快的傳感器。 對(duì)熱電偶來(lái)說(shuō)，除保護(hù)管的影響外，熱電偶的測(cè)量端徑也是其主要因素，偶數(shù)線越細(xì)，測(cè)量端徑越小，熱響應(yīng)時(shí)間越短。 測(cè)溫元件的熱響應(yīng)誤差可通過(guò)下式求出[1]。

&Delta； &希塔； =&Delta； &希塔； 0exp(-t/&tau； (2) 1)1)

式中t>； 測(cè)量時(shí)間s，

&Delta； &希塔； <； br/>； t時(shí)刻測(cè)溫元件引起的誤差、k或℃

&Delta； &希塔； 0>； &ldquo； t=0&rdquo； 時(shí)刻、測(cè)溫元件引起誤差、k或℃

&tau； <； br/>； 時(shí)間常數(shù)s

e>； 自然對(duì)數(shù)底數(shù)( 2.718 )

因此，t=&tau； 時(shí)間是&Delta； &希塔； =&Delta； &希塔； 0/e為0.368

t=2&tau時(shí)為&Delta； &希塔； =&Delta； &希塔； 0/e2等于0.135。

被測(cè)量對(duì)象溫度以一定的速度&alpha； ( k/s或℃/s )上升或下降時(shí)，若經(jīng)過(guò)充分的時(shí)間，則產(chǎn)生的響應(yīng)誤差由下式表示

&Delta； &希塔； &infin； =-&alpha； &tau； (2)。 中所述情節(jié)，對(duì)概念設(shè)計(jì)中的量體體積進(jìn)行分析

式中&Delta； &希塔； &infin； <； br/>； 經(jīng)過(guò)充分的時(shí)間后，測(cè)溫元件引起的誤差。

由式(2) 2)響應(yīng)誤差和時(shí)間常數(shù)( &tau； 成正比。 為了提高檢定效率，很多企業(yè)都采用了自動(dòng)檢定裝置，對(duì)進(jìn)入工廠的熱電偶進(jìn)行了檢定，但是這個(gè)裝置還不夠完善。 二汽變速箱工廠的熱處理廠，如果400℃的恒溫時(shí)間不夠的話，很容易誤判為沒(méi)有達(dá)到熱平衡。

2.3熱輻射的影響

插入爐內(nèi)的測(cè)溫用熱電偶被高溫物體的熱輻射加熱。 爐內(nèi)氣體透明，而且熱電偶和爐壁的溫度差大時(shí)，會(huì)因能量交換而產(chǎn)生測(cè)溫誤差。

在單位時(shí)間內(nèi)，兩者交換的輻射能量為p，用下式表示

P=&sigma； &epsilon； ( tw4-tt4)(2>； (3)。

式中&sigma； <； br/>； 斯泰藩玻爾茲常數(shù)

&epsilon； <； br/>； 發(fā)射率

tt>； 熱電偶溫度，k

tw>； 爐壁溫度，k

單位時(shí)間內(nèi)熱電偶和周?chē)鷼怏w(溫度t )通過(guò)對(duì)流和熱傳導(dǎo)進(jìn)行熱交換的能量為P&prime；

P&prime； =&alpha； a(t-tt)(2>； (4)。

式中&alpha； <； br/>； 導(dǎo)熱系數(shù)

a； 熱電偶的表面積

在正常狀態(tài)下，P= P&prime； 誤差如下:

Tt-T=&sigma； &epsilon； ( Tt4-Tw4)/&alpha； б(2) 5)5)

單位面積誤差

Tt-T=&sigma； &epsilon； ( Tt4-Tw4)/&alpha； (2)。 中所述情節(jié)，對(duì)概念設(shè)計(jì)中的量體體積進(jìn)行分析

因此，為了減少熱輻射誤差，增大熱傳導(dǎo)，使?fàn)t壁溫度Tw盡可能接近熱電偶的溫度Tt。 此外，安裝時(shí)還要注意以下幾點(diǎn)

熱電偶的安裝位置應(yīng)盡量避免來(lái)自固體的熱輻射，避免輻射到熱電偶表面，熱電偶zui較好具有熱輻射屏蔽罩。 2.4熱阻增加的影響

高溫下使用的熱電偶，如果被檢測(cè)介質(zhì)是氣體，則堆積在保護(hù)管表面的灰塵等溶解在表面，保護(hù)管的熱阻增大的被檢測(cè)介質(zhì)是熔體，則在使用中熔渣堆積，不僅熱電偶的響應(yīng)時(shí)間增加，指示溫度也降低。 因此，除定期檢定外，為了減少誤差，還需要經(jīng)常進(jìn)行吸引檢查。 例如，進(jìn)口銅熔爐不僅具備連續(xù)測(cè)溫?zé)犭娕?，還具備消耗型熱電偶測(cè)溫裝置，及時(shí)校正連續(xù)測(cè)溫用熱電偶的精度。

3 .熱電偶的老化和壽命

3.1熱電偶的劣化

熱電偶的壽命與老化有關(guān)，熱電偶的老化是一種使用熱電偶老化的現(xiàn)象。 由金屬和合金構(gòu)成的熱電偶，在高溫下內(nèi)部的晶粒逐漸成長(zhǎng)。 同時(shí)，合金中含有少量的雜質(zhì)，其位置和形狀也發(fā)生變化，并且對(duì)周?chē)h(huán)境中的還原和氧化性氣體也發(fā)生反應(yīng)。 隨著上述變化，熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)也極為敏感地變化。 因此，熱電偶的老化現(xiàn)象是不可避免的。

3.2熱電偶的壽命

熱電偶的老化是一個(gè)量化過(guò)程，定量困難，隨熱電偶的種類(lèi)、直徑、使用溫度、氣氛、時(shí)間而變化。 所謂熱電偶的壽命，是指熱電偶超過(guò)允許誤差而劣化，即使斷線也無(wú)法使用的時(shí)間。

(1)組裝式熱電偶的壽命

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)只要求熱電偶的穩(wěn)定性。 在某一溫度下經(jīng)過(guò)200h，規(guī)定使用前后熱電動(dòng)勢(shì)的變化。 但是，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)壽命有規(guī)定。 關(guān)于日本的熱電偶的壽命的要求是JIS(C-1602-1995 )標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的熱電偶的連續(xù)使用時(shí)間。 b、r、s型熱電偶為2000h、k、e、j、t型熱電偶為10000h。

實(shí)際使用時(shí)，組裝式熱電偶通常有保護(hù)管，僅在特殊情況下裸線使用。 因此，保護(hù)管的壽命往往決定熱電偶的壽命。 熱電偶實(shí)際壽命的判斷，通過(guò)長(zhǎng)期收集和累積實(shí)際使用狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，可以得出更準(zhǔn)確的結(jié)果[5]。

(2)護(hù)套熱電偶的壽命

由于護(hù)套熱電偶有護(hù)套保護(hù)，護(hù)套材質(zhì)對(duì)護(hù)套熱電偶?jí)勖挠绊懞艽螅仨毟鶕?jù)用途選擇熱電偶導(dǎo)線和金屬護(hù)套。 選擇材質(zhì)后，隨著護(hù)套熱電偶直徑的增大壽命也會(huì)變長(zhǎng)。 鎧裝熱電偶與組裝式熱電偶相比有很多優(yōu)點(diǎn)，但多數(shù)情況下壽命比組裝式熱電偶短。

4 .熱電偶測(cè)溫應(yīng)注意的事項(xiàng)

4. 1熱電偶絲斑的影響

(1)熱電偶的材質(zhì)本身不均勻

熱電偶在計(jì)量室檢測(cè)時(shí)，根據(jù)規(guī)程的要求，插入檢測(cè)爐內(nèi)的深度僅為300mm。 因此，各熱電偶的檢定結(jié)果，準(zhǔn)確地說(shuō)只能表現(xiàn)距離測(cè)定端300mm的燈絲的熱電行為，但是，熱電偶的長(zhǎng)度長(zhǎng)的情況下，大部分燈絲處于高溫區(qū)域，如果熱電偶的燈絲均質(zhì)，則根據(jù)均質(zhì)電路的規(guī)律，測(cè)定結(jié)果與長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。 但是，熱電偶線材不均質(zhì)，特別是廉價(jià)的金屬熱電偶線材均質(zhì)性差，在有溫度梯度的情況下，局部產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，將該電動(dòng)勢(shì)稱為寄生電位。 寄生電位引起的誤差稱為不均勻誤差。

現(xiàn)有的貴金屬、廉價(jià)金屬熱電偶檢定規(guī)程中，沒(méi)有規(guī)定熱電偶的不均勻性，在熱電偶芯線基準(zhǔn)中，對(duì)熱電偶芯線的不均勻性有一定的要求。 對(duì)廉價(jià)金屬熱電偶采用首尾檢驗(yàn)法求出不均勻的熱電動(dòng)勢(shì)。 正規(guī)熱電偶的線材制造商，按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)不均勻的熱電動(dòng)勢(shì)滿足要求的產(chǎn)品。

(2)使用熱電偶絲后產(chǎn)生的不均質(zhì)性

新型熱電偶可滿足不均勻的熱電動(dòng)勢(shì)要求，但反復(fù)加工彎曲會(huì)使熱電偶產(chǎn)生加工變形，失去均勻性，而且即使使用中的熱電偶長(zhǎng)期變高，熱電動(dòng)勢(shì)也會(huì)因燈絲的劣化而變化。 例如，插入工業(yè)爐的熱電偶沿著燈絲的長(zhǎng)度方向劣化，隨著溫度變高劣化變強(qiáng)，劣化的部分處于具有溫度梯度的場(chǎng)所時(shí)，寄生電動(dòng)勢(shì)與總熱電動(dòng)勢(shì)重疊，產(chǎn)生測(cè)定誤差。

作者在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，某熱電偶在計(jì)量部門(mén)認(rèn)定的產(chǎn)品(多為賤金屬熱電偶)在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)不合格。 再次返回計(jì)量部門(mén)檢定合格，其主要原因是偶然線的不均質(zhì)。 生產(chǎn)熱電偶的技術(shù)人員實(shí)際感受到熱電偶的不良率也會(huì)隨著其長(zhǎng)度的增加而增加。 均受熱電偶線材不均質(zhì)性的影響。 也就是說(shuō)，不均質(zhì)即寄生電動(dòng)勢(shì)引起的誤差依賴于熱電偶芯線自身的不均質(zhì)度和溫度梯度的大小，其定量極其困難。

4.2護(hù)套熱電偶的分流誤差

(1)分流誤差

瓦軸集團(tuán)碳滲爐用護(hù)套熱電偶只能使用一周。 為探討原因，作者曾去過(guò)現(xiàn)場(chǎng)，未發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)從爐中取出并通過(guò)計(jì)量室檢定結(jié)果。 那么問(wèn)題是什么呢？ zui后，根據(jù)該支熱電偶現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的特點(diǎn)，研究了上述問(wèn)題是由鞘熱電偶的分流誤差引起的。

所謂分流誤差，是指用鞘熱電偶測(cè)量爐溫時(shí)，在熱電偶的中間部存在超過(guò)800°的c的溫度分布的情況下，其絕緣電阻降低，熱電偶的顯示值變得異常的現(xiàn)象稱為分流誤差。 根據(jù)均質(zhì)電路的規(guī)律，用熱電偶測(cè)溫的只有測(cè)量端和基準(zhǔn)端的兩端溫度，與中間溫度分布無(wú)關(guān)。 但是，由于鞘熱電偶的絕緣物為粉末狀MgO，因此溫度每上升100°； c，其絕緣電阻下降一位數(shù)，中間部的溫度高的話一定會(huì)產(chǎn)生漏電流，在熱電偶的輸出電位上會(huì)出現(xiàn)分流誤差。

表1護(hù)套熱電偶產(chǎn)生分流誤差的條件

影響因素條件護(hù)套熱電偶的直徑中間部的溫度中間部加熱帶長(zhǎng)中間部加熱帶位置絕緣電阻熱電偶芯線電阻直徑越細(xì)越容易產(chǎn)生誤差。 中部溫度超過(guò)800℃，容易產(chǎn)生分流誤差。 中間部加熱帶的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，越容易產(chǎn)生分流誤差。 中間部加熱帶的位置越遠(yuǎn)離測(cè)量端，越容易發(fā)生分流誤差的絕緣電阻越低，越容易發(fā)生分流誤差。 ①K型與s型相比，k型熱電偶的導(dǎo)線電阻大于s型，因此容易發(fā)生分流誤差。 ②在外徑相同的鎧裝熱電偶中，熱電偶導(dǎo)線束越細(xì)，分流誤差越容易發(fā)生。

(2)產(chǎn)生分流誤差的條件

將鎧裝熱電偶水平插入爐內(nèi)，直徑為ф4.8mm、長(zhǎng)度為25m、中間部加熱帶的長(zhǎng)度為20m、溫度為1000℃。 在此次實(shí)驗(yàn)中，熱電偶的測(cè)量端和中間部的溫度差為200℃。 如果測(cè)量端溫度高于中間部分，則產(chǎn)生負(fù)誤差。相反，產(chǎn)生正誤差。 若兩者溫度差為200℃，分流誤差約為100℃。 這是不可忽視的，分流誤差的發(fā)生條件與鞘熱電偶的種類(lèi)和直徑等因素有關(guān)[2]，請(qǐng)參照表1。

4.3分流誤差的影響因素及對(duì)策

由于在高溫下護(hù)套熱電偶發(fā)生分流誤差的現(xiàn)象受到人們的重視，因此必須采取適當(dāng)措施來(lái)了解分流誤差的影響因素，并減少或消除分流誤差的影響。

(1)護(hù)套熱電偶直徑

對(duì)于長(zhǎng)9米的k型護(hù)套熱電偶( MgO絕緣)，只加熱熱電偶的中間部分。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分流誤差的大小與直徑的平方根成反比(直徑越細(xì)，不遵守該法則)，即直徑越細(xì)，分流誤差越大。

中間部的溫度超過(guò)800℃時(shí)，在ф3.2mm護(hù)套熱電偶中產(chǎn)生分流誤差。 但是，對(duì)于ф6.4mm及ф8mm鎧裝熱電偶，中間部的溫度為900℃時(shí)，未發(fā)現(xiàn)分流誤差。 在φ6.4mm (熱電極線直徑φ1.4 mm )和φ8mm (熱電極線直徑ф2.0mm )的護(hù)套熱電偶中，中間部溫度為1100℃時(shí)，直徑φ8mm的護(hù)套熱電偶產(chǎn)生的分流誤差僅為φ6.4mm的一半。 該數(shù)值( 50% )近視于兩種鞘熱電偶的線電極徑的平方比(1.42/2.02 )，線電極徑的平方比是線電極的電阻比。 因此，為了減少分流誤差，請(qǐng)選擇直徑盡可能粗的護(hù)套熱電偶。

(2)中間部溫度

中間部分的溫度超過(guò)800℃時(shí)，有可能發(fā)生分流誤差，其大小隨著溫度的上升呈指數(shù)增大。 因此，除測(cè)量端以外，盡量不要超過(guò)800℃。

當(dāng)中間部加熱帶的長(zhǎng)度和位置中間部加熱帶的溫度超過(guò)800℃時(shí)，加熱帶的長(zhǎng)度變長(zhǎng)，越遠(yuǎn)離測(cè)定端，分流誤差越大。 因此，請(qǐng)盡量縮短加熱帶的長(zhǎng)度，不要在遠(yuǎn)離測(cè)量端的地方加熱，減少分流誤差。

(3)熱電偶絲的電阻

如果護(hù)套熱電偶的直徑相同，分流誤差會(huì)隨著熱電偶導(dǎo)線束的電阻增大而增大。 因此，較好采用電阻小的熱電偶絲。 例如，直徑相同的s型鎧裝熱電偶與k型熱電偶相比，分流誤差減少了40%。 因此，應(yīng)用s型熱電偶可測(cè)量爐內(nèi)溫度場(chǎng)的分布，費(fèi)用高，但正確。

(4)絕緣電阻

在高溫下，氧化物的電阻率隨著溫度的上升而呈指數(shù)下降，分流誤差的大小主要依賴于高溫部分的絕緣性能，絕緣電阻越低越容易發(fā)生分流誤差。 絕緣電阻變?yōu)?0倍或1/10時(shí)，其分流誤差也變?yōu)?/10或10倍。 為了減少分流誤差，請(qǐng)采用直徑盡可能粗的護(hù)套熱電偶，加厚絕緣層的厚度。 上述措施無(wú)效的，應(yīng)采用裝配式熱電偶。

4.4短程有序結(jié)構(gòu)變化( k狀態(tài))的影響

k型熱電偶在250℃的600℃溫度范圍內(nèi)使用時(shí)，其微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成短距離有序結(jié)構(gòu)，因此對(duì)熱電勢(shì)值產(chǎn)生影響，即所謂的k狀態(tài)[3]。 Ni是Cr合金特有的晶格變化，Cr含量為5時(shí)在30%的范圍內(nèi)存在原子晶格的無(wú)序變化。 由此產(chǎn)生的誤差隨Cr含量和溫度而變化。 將k型熱電偶從300℃加熱到800℃，每50℃取一點(diǎn)，測(cè)量該點(diǎn)的電位。 在450℃時(shí)偏差zui可達(dá)到4℃，在450℃時(shí)在600℃范圍內(nèi)，均為正偏差。 由于k狀態(tài)的存在，k型熱電偶的升溫或降溫檢測(cè)結(jié)果不一致，廉潔金屬熱電偶檢測(cè)規(guī)程明確規(guī)定了檢測(cè)步驟:從低溫升溫檢測(cè)到高溫。 而且，在400℃檢測(cè)點(diǎn)，不僅傳熱效果差，而且難以達(dá)到熱平衡，正好在k狀態(tài)誤差zui的廣泛范圍內(nèi)。 因此，在對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行合格與否判定時(shí)必須慎重。

ni>； Cr合金的短程有序結(jié)構(gòu)變化的現(xiàn)象，不僅存在于k型，也存在于e型熱電偶的正極。 但是，變化量e型熱電偶只有k型的2/3。 也就是說(shuō)，k狀態(tài)與溫度、時(shí)間有關(guān)，溫度分布和熱電偶的位置發(fā)生變化時(shí)，其偏差也會(huì)發(fā)生較大變化。 很難正確地評(píng)價(jià)偏差的大小。

4.5使用環(huán)境的影響

(1)選擇氧化

對(duì)于含有Fe ni，Cr合金在氧分壓低于特定值時(shí)，與O2親和力大的Cr被選擇性地氧化，這是因?yàn)閚i>； Cr合金特有的晶界氧化。 用顯微鏡觀察外表面氧化層，可看到綠色析出物，該現(xiàn)象一般為&ldquo； 綠色蝕刻&rdquo； 的雙曲馀弦值。 特別是溫度為800℃時(shí)在1050℃的范圍內(nèi)，如果體系內(nèi)含有CO、H2等還原性氣體，則k型熱電偶的正極更容易發(fā)生選擇性氧化。 這種Cr含量下降引起的熱電勢(shì)下降，成為k型熱電偶在熱處理行業(yè)長(zhǎng)期使用的限制因素。

如果氣體純凈，系統(tǒng)不含氧，就可以延長(zhǎng)熱電偶的壽命。 但是，熱電偶芯線表面有氧化層的話，能夠供給Cr的選擇氧化的氧。 因此，在非氧化性環(huán)境下使用時(shí)，請(qǐng)使用干凈研磨過(guò)的偶數(shù)線。 同時(shí)，請(qǐng)盡量避免在含有微量氧氣的惰性氣體和氧分壓低的空氣中使用。 當(dāng)保護(hù)管長(zhǎng)徑較大(即保護(hù)管較細(xì))時(shí)，因空氣循環(huán)不良而成缺氧狀態(tài)，其殘留少量氧仍能為Cr的選擇氧化提供條件。

(2)選擇性氧化的對(duì)策

為了防止或緩和k型熱電偶的選擇氧化引起的劣化，除了材質(zhì)上改善之外，還應(yīng)該在熱電偶的結(jié)構(gòu)上采取對(duì)策

選擇與氧的親和性強(qiáng)于Cr的金屬作為吸氣劑，封入保護(hù)管內(nèi)，防止Cr的選擇氧化，也可以通過(guò)增加保護(hù)管的直徑或噴氣的方法增加氧含量。 組裝式熱電偶的具體化。 作者研制出產(chǎn)品實(shí)體碳滲透爐用熱電偶，即具有密封結(jié)構(gòu)的組合式熱電偶，可以防止Cr的選擇氧化，經(jīng)過(guò)瓦軸集團(tuán)、一汽、二汽、易卜生工業(yè)爐、沉重、沉齒、錢(qián)江摩托車(chē)等十多家企業(yè)多年使用證明，該方案是有效的。 壽命超過(guò)12個(gè)月，用戶滿意[4]。 (3)使用環(huán)境的影響

熱電偶的穩(wěn)定性根據(jù)使用溫度、環(huán)境而不同，同種類(lèi)的傳感器，例如k型熱電偶的zui高使用溫度也根據(jù)直徑而變化，直徑相同的k型熱電偶也根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，穩(wěn)定性有很大差異。 選擇熱電偶時(shí)，關(guān)于使用條件，必須考慮以下幾點(diǎn)

常用溫度和zui高使用溫度氧化還原等使用環(huán)境的耐振動(dòng)性能對(duì)于組裝式熱電偶來(lái)說(shuō)，環(huán)境的影響首先取決于保護(hù)管材質(zhì)和熱電偶結(jié)構(gòu)，因此需要熟悉各種保護(hù)管材料的物理化學(xué)性能。 例如，在粉末冶金行業(yè)，鉬管常用作熱電偶保護(hù)管。 在1600℃的H2氣氛中，使用效果很好。 但鉬管在氧化性氣氛下，短時(shí)間內(nèi)會(huì)因氧化而腐蝕。 其次，根據(jù)使用環(huán)境選擇合適的熱電偶，在1300℃以上的氧化性環(huán)境中選擇鉑銠熱電偶，在還原性、真空條件下采用鎢錸熱電偶。

關(guān)于k型熱電偶，適合在空氣、O2等氣氛下工作，但是在H2中使用時(shí)，其表面被還原成H2，短時(shí)間內(nèi)沒(méi)有影響，長(zhǎng)時(shí)間暴露在H2中時(shí)，在加速還原的同時(shí)，偶數(shù)絲晶粒生長(zhǎng)而斷線.在CO和氣體等還原性氣氛下，其劣化顯著加速，極端惡化。 在鞘熱電偶中，氫的原子半徑小，容易通過(guò)夾套進(jìn)入內(nèi)部，同樣會(huì)加速劣化，熱電勢(shì)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，其絕緣電阻隨著溫度上升急劇下降，因此產(chǎn)生漏電流，該電流通過(guò)絕緣電阻下降的絕緣物流流入儀表，儀表的指示變得不穩(wěn)定，或者產(chǎn)生測(cè)量誤差，儀表有可能被亂打。

本文熱電偶高頻詞： 誤差  測(cè)量 

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