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热电偶不稳定因素的主要来源

2019-11-04 14:30:37      点击:274

热电偶不稳定因素的主要来源

在工业化生产中,溫度类控制器是温度检测阶段的关键一部分,品种齐全。根据测量方法,分为接触型和非接触型,根据测温材料和信号类型,分为电阻型和热电动力型,一般称为热阻和热电偶。在其中,铂热电阻是运用最普遍的温度测量元器件之一,以其质优价廉,温度测量区段较宽,輸出数据信号平稳,耐极端自然环境等要素,早已普遍用以工业化生产中。

然而,在测量过程中,由于测量条件和环境限制,热电偶会导致测量结果不稳定。例如,污染、氧化、还原、物理条件、脆化和辐照是影响热电偶测量结果不稳定性的主要来源。今天,让我们来看看热电偶不稳定性的主要来源。

铂热电阻不对称性关键来源于

沾污

污染会影响热电偶的塞贝克系数。热电偶芯线材料多被环境环境和保护管的杂质污染,由于某种程度的污染而产生的附加电位也不同,该附加电位改变本来的分度特性是热电偶显示值变得不稳定的主要原因之一。例如,铂铑的10-铂热电偶在所使用的陶瓷管中含有铁的杂质,铂铑丝被铁污染时,如果在含有影响其热电特性的硅的高温还原性气氛中使用,则硅被还原为自由硅,与铂铑丝合成为铂硅化合物,偶数丝变脆用于验证标准热电偶的绝缘瓷管需要用王水清洗,高温烘烤,并具有规定的正负电极穿孔极性。如果热电极的正电极和负电极在一个公共管中交叉,原始铂铑孔中的铂将渗透到铂电极中,并改变标准热电偶的热电特性。所有这些都会影响热电偶的稳定性。

热电极在高温下挥发

热电偶的偶丝材料多数是合金材料,由于各组分材料的蒸气压不同,所以挥发的程度也不同,在高温下使用一定时间后,合金成分比例就有所改变,这将导致热电势产生明显变化。

氧化还原

很多铂热电阻的不对称性是因为偶丝空气氧化导致的。铜-康铜、铁-康铜、镍铬合金-镍硅等铂热电阻都能产生氧化还原反应。假如热金属电极是匀称空气氧化,危害将会小一些;倘若具备择优录用空气氧化,则其危害是很比较严重的。在低氧分压中(即氧气不足的状况下),镍铬合金金属电极中的铬将造成择优录用空气氧化而更改偶丝的组成成份。

脆裂

脆性是热电偶报废的最常见因素。热电偶的热电极因污染、晶粒长大、氧化还原反应和高温再结晶而长期脆化。热电极用于核反应堆,被中子撞击,其中的某种元素蜕变为其他元素,改变了热电极的成分。例如,铠装铂铑热电偶的铑会转化为钯,少量铂会先转化为金,然后再转化为汞,这会改变热电特性,降低热电势。另一方面,廉洁金属热电偶中,铁、镍、镍铝(硅)等中子辐射不明显。然而,铜在辐射下的嬗变会引起很大的成分变化。因此,在中子辐射条件下,镍-铬-镍-铝热电偶更适合使用,镍-铬-硅-镍-硅(氮型)热电偶更好。(k型热电偶

受外力作用

热电偶丝因严重弯曲或任何其他类型的加工硬化而形成的内应力可能会导致物理不均匀性。小心操作可以避免由此引起的大部分不均匀性。组装好的热电偶在适当退火后也能在一定程度上减少这种不均匀性。

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