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      如何選擇礦物絕緣熱電偶的護套

      編輯:樂清市長豐測溫器件有限公司  時間:2019-12-02

        礦藏絕緣金屬護套熱電偶包含配套的熱電偶線,這些熱電偶線由經過軋制、拉伸或旋鍛等方式緊縮直到減小至護套直徑的絕緣資料(一般是氧化鎂)包裹。MIMS熱電偶的優勢包含:
        實現熱電偶線與周圍環境的化學隔離。
        屏蔽電攪擾源對熱電偶的攪擾。
        保護熱電偶線和絕緣層免受沖擊損壞。
        總裝答應彎曲,具有靈活性。
        二十年來,人們夸大了MIMS結構的性能。與非護套元件比較,MIMS結構頻頻呈現的狀況是:可靠性較低、耐久性較差,且溫度限制也較低。在400°C(750°F)以上的環境中使用時,含鎳MIMS熱電偶特別簡單呈現校準不穩和壽數縮短等問題,而這是使用和選擇熱電偶時要著重考慮的要素。
        滯后
        熱電滯后是導致校準不穩的一個重要要素。滯后是鎳鉻合金(如K型)在溫度為200°C和600°C(較常發作在400°C)之間時發作的一種短期有序/無序現象。其表現是熱電偶溫度在此溫度范圍內周期改變時,校準也會呈現幾度的改變。在200?C和1000?C(較常發作在750°C)之間加熱或冷卻時,N型熱電偶的滯后可高達5°C。在900°C時滯后為2°C到3°C。舉例來說,如果在500°C以下使用K型熱電偶,能夠經過在450°C時進行整夜退火處理來減少滯后。
        氧化
        氧化是會影響校準的另一種現象。因為氧化現象,Ni-Cr-AI合金(例如鎳鉻合金*)在500°C以上空氣環境中的壽數有限。有一種特殊形式的氧化被稱為"線朽鉻線"(Green Rot),它是指在含氧量低的環境(例如空氣有限且不流通的護套中)中發作選擇性鉻氧化。鎳鉻硅的抗氧化溫度高達約1250?C(2300?F),并且不會呈現線朽鉻線。
        幾種稱為"Nicrobell"(**)的新型護套資料都包含鈮含量為1.5%或3.0%的鎳鉻硅。Nicrobell"A"是為抗氧化而特制的。別的一種稱為Nicrosil+(***)的護套資料包含鎳鉻硅和0.15%的鎂。據陳述(見參考文獻4),與一些經過測驗的Nicrobell資料比較,這種資料不易脫落,并且壽數可能會更長。
        鎳鉻硅本身對復原氣體(大部分焚燒過程或許多熱處理過程的產物)的耐受能力不高。將鎳鉻硅用作護套資料的其他改造辦法可用于應對典型的非氧化環境。
        污染
        影響校準穩定性的第三個要素是污染。礦藏絕緣、一體化設計、金屬護套熱電偶背面的理念是,對包裹熱電偶線和填充護套的極細礦藏氧化物(一般為氧化鎂)絕緣層進行均勻緊縮能密封內部空間,然后消除污染。經過旋鍛、軋制或拉伸緊縮的絕緣體85%左右是固體資料。這很有用,因為管材能夠彎曲,也能夠制作直徑更小的組件。但是,它確實可能發作氣體(如水蒸氣或空氣)侵入的現象。組成熱電偶線或護套的元件也可能發作蒸汽分散。Bentley和Morgan斷定,透過氧化鎂絕緣層的錳蒸汽相分散對熱電偶校準的影響較大。
        金屬疲憊
        金屬疲憊是熱電偶壽數縮短的另一個原因。護套和熱電偶線之間的溫度線性膨脹系數差異能導致加熱或冷卻時發作應變。這些應變會因金屬疲憊zui終導致開裂。加熱到900?C時,鎳硅電偶合金與304不銹鋼的熱膨脹差異為長度的0.4%。鎳鉻硅與鎳硅(支腿zui容易開裂)比較,兩者的膨脹系數差只有0.05%。因此,對于N型熱電偶的支腿來說,鎳鉻硅、Nicrosil+或Niobell制成的護套比不銹鋼護套的抗金屬疲憊性要好。
        成分
        不銹鋼護套熱電偶的成分改變一般高于Inconel(****)護套熱電偶。Anderson等人進行的測驗表明,KN支腿會呈現鉻元素增
        加,鋁元素減少。這些成分改變是導致熱電偶發作校準改變的主要要素。
        大多數不銹鋼的含錳量為1%到2%。304不銹鋼的含錳量約為2%。其他不銹鋼的錳濃度在1%到10%之間。Inconel的含錳量高達1%。依據經歷,在1100?C時繼續1000小時,護套資猜中每1%的錳能導致呈現-10?C的校準偏移。依據Bentley的測驗,在1200?C時,直徑為3 mm的N型不銹鋼護套在1000小時內漂移-24?C。
        濕度
        護套內的水蒸氣會發生多方面的影響。它能迅速被氧化鎂吸收,然后降低絕緣電阻。濕氣侵入能夠在短短幾分鐘之內銷毀MIMS熱電偶組件。輕而言之,它會損壞鎳鉻合金表面的氧化保護涂層,從而加快損壞熱電偶組件。因水蒸氣而導致的改變結果非常嚴峻,能使絕緣電阻降低,足以使受影響的熱電偶失效。絕緣電阻降低,能導致構成開路后呈現具誤導性的溫度讀數、提前失效,乃至讀數過錯。
        在熱電偶制作或維修過程中能夠引進水蒸氣,乃至會因空運或在建筑工地長期存儲(例如六個月)過程中發生的氣壓改變而引進水蒸氣。
        主張
        盡管上述內容未提及,但這些熱電偶資料的直徑與高溫環境下的穩定性和長壽數之間存在著必定的聯系。在高溫環境下,支撐電加熱器的磚表面會變為導體。這會導致電流經過熱電偶護套(也可能經過丈量儀器)傳導到地面。




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