热电偶使用环境的影响分析
时间：2014-12-09 阅读：2419
对于含Fe的Ni—Cr合金，如果氧分压低于特定值，那么同O2亲和力大的Cr，将发生选择性氧化，这是Ni—Cr合金*的晶界氧化。如用显微镜观察外表面氧化层，就可以看到绿色析出物，这种现象通常称为“绿蚀"。尤其是当温度在800℃—1050℃范围内，体系内又含有CO，H2等还原性气体时，K型热电偶的正极，更容易发生选择性氧化。这种因Cr含量降低而引起的热电势偏低，已成为K型热电偶在热处理行业长期使用的限制因素。
如果采用的气体很纯，并且系统中不含氧，可以延长热电偶使用寿命。可是，如果热电偶丝表面有氧化层时，仍可为Cr的选择性氧化提供足够的氧。因此，在非氧化性气氛中使用时，应采用干净、抛光的偶丝。同时，应尽可能避免在带有微量氧的惰性气体或氧分压很低的空气中使用。当保护管长径比较大时（即保护管很细），由于空气循环不良，形成缺氧状态，其残余的少量氧仍可为Cr的选择性氧化提供条件。
对策
为了防止或减缓K型热电偶因选择性氧化而引起劣化，除了在材质方面加以改善外，还应在热电偶结构上采取相应对策：
①选择对氧亲和力较Cr更强的金属作为吸气剂，封入保护管内，防止Cr发生选择性氧化，也可以采用增加保护管直径或吹气的方法增加氧含量。
②装配式热电偶实体化。使用寿命在12个月以上
（2）使用气氛的影响
热电偶的稳定性，因使用温度，气氛不同各异，对同一种传感器，如K型热电偶的zui高使用温度也因直径不同而变化，直径相同的K型热电偶也因结构的不同，其稳定性也有很大差异。在选择热电偶时，必须针对使用条件考虑如下几点：
①常用温度及zui高使用温度
②氧化还原等使用气氛
③抗振动性能
对于装配式热电偶而言，气氛的影响，首先取决于保护管材质及热电偶结构，因此，熟悉、掌握各种保护管材料的物理、化学性能是很必要的。例如：在粉末冶金行业中，常用钼管作为热电偶保护管。在1600℃的H2气氛下，使用效果较好。然而，钼管在氧化性气氛下，很短时间就因氧化而蚀损。其次，应根据使用气氛，选择合适的热电偶，在1300℃以上的氧化性气氛中，选择铂铑热电偶，在还原性、真空条件下采用钨铼热电偶较好。
对于K型热电偶，适于在空气、O2等气氛中工作，但在H2中使用时，其表面被H2还原，短时间无影响，如果长时间暴露在H2中，在加速还原的同时，将使偶丝发生晶粒长大而断线；在CO或煤气等还原性气氛中，其劣化将显著加快而超差。
对于铠装热电偶，氢的原子半径很小，容易透过外套进入其内部，同样也将加速劣化，致使热电势值大幅度降低。
（3）绝缘电阻的影响
热电偶用绝缘物，在高温下，其绝缘电阻随温度升高而急骤降低，因此，将有漏电流产生，该电流通过绝缘电阻已经下降的绝缘物流入仪表，使仪表指示不稳或产生测量误差，也可能发生记录仪乱打点的现象。