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什么是热电偶稳定性?如何检测热电偶稳定性?
云汉芯城 | 2019-12-31 11:49:20    阅读:46   发布文章

  作为常用的温度传感器之- -的热电偶(包括K分度、分度、T分度等)测温元件,其长期稳定性是一个非常重要的技术指标,尤其是对于燃煤发电厂这类维修难度较大的企业,更是如此。通俗地说:所谓产品的长期稳定性,它体现了当将其安装到设备上以后,能使用多长时间而又不改变其精确度,对于用户而言,长期稳定性的时间就越长越好。

  因此,如何能使热电偶测温元件是具有更长的使用寿命,是每个热电偶生产厂家必须充分重视和解决好的重要问题;而决定热电偶测温元件长期稳定性好与不好的最重要的因素,我们认为,依次是材料的选择和工艺制定与实施。

  什么是热电偶稳定性?如何检测热电偶稳定性?

  稳定性是衡量热电偶性能的一个重要指标,本文介绍热电偶稳定性概念,分析影响热电偶稳定性的主要成因,分享检测热电偶稳定性的方法和具体要求。

  什么是热电偶稳定性?

  热电偶稳定性是指在一定的温度下,热电偶的热电特性随使用时间和使用条件不同而发生变化的程度。

  在规定的条件下,热电特性变化大即表明稳定性差,变化小则表明稳定性良好。热电偶的稳定性好坏会直接影响到热电偶测量的准确性,因此,稳定性是衡量热电偶性能的一个重要指标。

  影响热电偶稳定性的主要因素

  1、高温环境下,各种有害介质对热电极的玷污和腐蚀;

  2、热电极在高温条件下使用,会发生氧化和挥发;

  3、热电极在长期高温条件下,有可能发生再结晶现象,会导致热电极脆化;

  4、部分热电极在中子辐射的情况下,会引起成分的改变;

  5、热电偶受外力作用发生变形会产生应力而改变热电特性。

  热电偶热稳定性怎样检测?

  检定规程中规定新生产的标准热电偶要进行稳定性检测。

  热电偶的稳定性检测是:将热电偶放入退火炉中,在规定的温度下进行两次退火,第一次退火后取出,在规定的温度下测量其热电势为E始,然后再放入退火炉中,按上述方法第二次退火,取出后,在同一规定温度点上再测量其热电势为E终。两次退火后所测量的热电势之差(E始-E终)为热电偶的稳定性,应符合《标准热电偶丝稳定性允差表》要求。

  标准热电偶丝稳定性允差

  热电偶不稳定性主要来源

  1、玷污

  玷污会影响热电偶的塞贝克系数。热电偶偶丝材料往往受到环境气氛或保护管杂质玷污,不同程度的玷污所产生的附加电势也不同,这种附加电势将改变原来的分度特性,这是造成热电偶示值不稳定的一个因素。例如,铂铑10-铂热电偶,当使用的陶瓷管中含有铁的杂质,铂铑丝受铁玷污后,就影响其热电特性;当在含硅的高温还原性气氛中使用时,由于硅被还原成自由硅而与铂铑丝化合成为铂硅化合物,使偶丝变脆。检定标准热电偶所用的绝缘瓷管都要求用王水清洗,高温烘烤并规定正、负极的穿孔极性。若在常用的管中把热电极的正、负极穿错,原穿铂铑孔中的铂,会向铂极渗透而改变标准热电偶的热电特性。上述种种情况都会影响热电偶的稳定性。

  2、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。

  3、氧化还原

  许多热电偶的不稳定性是由于偶丝氧化造成的。铜-康铜、铁-康铜、镍铬-镍硅等热电偶都能发生氧化反应。如果热电极是均匀氧化,影响可能小一些;若是具有择优氧化,则其影响是很严重的。在低氧分压中(即缺氧的情况下),镍铬电极中的铬将产生择优氧化而改变偶丝的组合成分。

  4、脆化

  脆化是热电偶报废的最普遍因素。热电偶的热电极由于玷污、晶粒生长以及发生氧化还原反应和长期在高温下再结晶等因素,都是导致热电极脆化的原因。热电极用于原子反应堆中,受到中子轰击,其中某种元素蜕变成其他元素,改变了热电极成分。如铠装铂铑热电偶的铑会转变为钯,少量的铂会先变成金,再变成汞,使热电特性发生变化,热电势变小。而廉金属热电偶,有的对中子辐射嬗变不明显,如铁、镍铬、镍铝(硅)。但铜在辐射下嬗变引起很大的成分改变。因此,在有中子辐射的情况下,使用镍铬一镍铝热电偶较为适宜,镍铬硅一镍硅(N型)热电偶更优。

  5、受外力作用

  剧烈的弯曲或其他任何类型的加工硬化在热电偶丝中形成的内应力可能产生物理上的不均匀性,细心操作可以避免大部分由此引起的不均匀性。装配好的热电偶经过适当的退火也可在某种程度上减少这种不均匀性。

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