Який вплив температури навколишнього середовища на вимірювання термопари?

1) Селективне окислення
Що стосується сплавів Ni Cr, що містять Fe, якщо парціальний тиск кисню нижче певного значення, Cr з високою спорідненістю до O2 піддасться селективному окисленню, яке є унікальним окисленням меж зерен Ni Cr сплавів. Якщо розглянути поверхневий оксидний шар під мікроскопом, можна побачити зелені виділення, які зазвичай називають «зеленим травленням». Особливо, коли температура коливається від 800 градусів до 1050 градусів і система містить відновлювальні гази, такі як CO і H2, позитивний електрод термопари K-типу більш схильний до селективного окислення. Низький термоелектричний потенціал, викликаний зниженням вмісту Cr, став обмежуючим фактором для тривалого використання термопар K-типу в промисловості термообробки. Якщо використовується дуже чистий газ і в системі немає кисню, це може подовжити термін служби термопари. Однак, якщо на поверхні дроту термопари є шар оксиду, все ще може бути забезпечено достатню кількість кисню для селективного окислення Cr. Таким чином, при використанні в неокислюючих атмосферах слід використовувати чистий і полірований дріт. У той же час слід докладати зусиль, щоб запобігти використанню інертних газів із слідовими кількостями кисню або повітря з низьким парціальним тиском кисню. Коли відношення довжини до діаметра трубки для обслуговування є великим (тобто трубка для обслуговування дуже тонка), через погану циркуляцію повітря вона утворює анаеробний стан, і невелика кількість кисню, що залишилася, все ще може забезпечити умови для вибіркового окислення кр.
2) Стратегії селективного окислення
Щоб уникнути або уповільнити погіршення термопар К-типу, спричинене селективним окисленням, окрім покращення матеріалу, слід також вжити відповідних заходів у конструкції термопар:
① Виберіть метал із сильнішою спорідненістю до кисню, ніж Cr, як інгалятор, закрийте його всередині трубки для обслуговування, щоб уникнути селективного окислення Cr, і збільште вміст кисню, збільшивши діаметр трубки для обслуговування або вдувши повітря.
② Затвердіння готових термопар. Спеціальний продукт, розроблений автором, термопара печі для науглерожування твердого типу, являє собою зібрану термопару з герметичною структурою, яка може запобігти селективному окисленню Cr. Цей план був доведений ефективним протягом багатьох років використання більш ніж десятьма підприємствами, включаючи Wa Jin Group, FAW, 2W, Epson Industrial Furnace, Shenzhong, Shenchi і Qianjiang Motorcycle. Термін служби понад 12 місяців, користувачі дуже задоволені [4]. 3) Використання атмосфери впливає на стабільність термопар. Через різні робочі температури та атмосфери найвища робоча температура одного датчика, такого як термопари К-типу, також змінюється залежно від діаметра. Термопари К-типу з однаковим діаметром також мають значні відмінності в стабільності через різну конструкцію.

При виборі термопари необхідно враховувати наступні моменти, виходячи з умов експлуатації:
① Загальна температура та найвища робоча температура
② Атмосфера для застосування, наприклад відновлення окислення
③ Що стосується антивібраційних характеристик зібраних термопар, вплив атмосфери в першу чергу залежить від матеріалу трубки обслуговування та структури термопари. Тому необхідно ознайомитися та контролювати фізико-хімічні властивості різних матеріалів труб для обслуговування. Наприклад, у промисловості порошкової металургії молібденові трубки зазвичай використовуються як трубки для обслуговування термопар. Ефект застосування хороший в атмосфері H2 при 1600 градусах. Однак молібденові труби швидко кородують через окислення в окислювальній атмосфері. По-друге, відповідні термопари слід вибирати на основі атмосфери застосування. Платинові родієві термопари слід вибирати в окисних атмосферах вище 1300 градусів, а вольфрамово-ренієві термопари слід використовувати в умовах відновлення та вакууму. Що стосується термопар K-типу, вони підходять для роботи в таких атмосферах, як повітря та O2. Однак при використанні в H2 їх зовнішній вигляд відновлюється H2 і не має ефекту протягом короткого періоду часу. Якщо протягом тривалого часу піддаватися дії H2, це прискорить відновлення та спричинить розростання та розрив дроту термопари; У відновлюваних атмосферах, таких як CO або газ, його деградація значно прискориться та перевищить стандарт. Що стосується броньованих термопар, атомний радіус водню дуже малий, що дозволяє легко проникнути всередину через оболонку, що також прискорить деградацію та спричинить значне зниження термоелектричного потенціалу.
4) Вплив опору ізоляції
Термопари використовують ізоляційні матеріали, і при високих температурах їх опір ізоляції різко знижується з підвищенням температури, що призводить до струму витоку. Цей струм протікає через ізоляційний матеріал, який раніше втрачає опір ізоляції, і потрапляє в прилад, викликаючи нестабільні показання приладу або помилки вимірювання. Це також може призвести до випадкового натискання записуючого інструменту.