熱電偶的劣化

熱電偶的使用壽命與其劣化有關(guān)，所謂熱電偶的劣化，即熱電偶經(jīng)使用后，出現(xiàn)老化變質(zhì)的現(xiàn)象。由金屬或合金構(gòu)成的熱電偶，在高溫下其內(nèi)部晶粒要逐漸長大。同時合金中含有少量雜質(zhì)，其位置或形狀也將發(fā)生變化，而且，對周圍環(huán)境中的還原或氧化性氣體也要發(fā)生反應(yīng)。伴隨上述變化，熱電偶的熱電動勢也將極其敏感的發(fā)生變化。因此熱電偶的劣化現(xiàn)象是不可避免的。

熱電偶的使用壽命

熱電偶的劣化是一個量變過程，對其定量很困難，將隨熱電偶的種類﹑直徑﹑使用溫度﹑氣氛﹑時間的不同而變化。熱電偶的使用壽命是指熱電偶劣化發(fā)展到超過允許誤差，甚至斷線不能使用的時間。

(1)裝配式熱電偶的壽命

我國標(biāo)準(zhǔn)中僅對熱電偶的穩(wěn)定性有要求。即規(guī)定在某一溫度下經(jīng)200h，使用前后熱電動勢的變化。但是，尚未發(fā)現(xiàn)對使用壽命有規(guī)定。日本有關(guān)熱電偶使用壽命的要求，是依據(jù)日本JIS(C-1602-1995)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的熱電偶連續(xù)使用時間。對B﹑R﹑S型熱電偶而言為2000h,K﹑E﹑J﹑T型熱電偶為10000h。

在實際使用時，裝配式熱電偶通常有保護管，只有在特殊情況下才裸絲使用。因此，在多數(shù)場合下，保護管的壽命決定了熱電偶壽命。對熱電偶的實際使用壽命的判斷，必須是通過長期收集﹑積累實際使用狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，才有可能給出較準(zhǔn)確的結(jié)果[5]。

(2)鎧裝熱電偶的壽命

由于鎧裝熱電偶有套管保護與外界環(huán)境隔絕，因此套管材質(zhì)對鎧裝熱電偶的壽命影響很大，必須根據(jù)用途選擇熱電偶絲及金屬套管。當(dāng)材質(zhì)選定后，其壽命又隨著鎧裝熱電偶直徑的增大而增加。鎧裝熱電偶同裝配式熱電偶相比，雖有許多優(yōu)點，但使用壽命往往低于裝配式熱電偶。

熱電偶是科研﹑生產(chǎn)最常用的溫度傳感器，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是，使用中不注意仍然會產(chǎn)生較大測量誤差。作者針對使用中容易出現(xiàn)的問題，詳細(xì)探討了測溫點的選擇，熱電偶的插入深度﹑響應(yīng)時間﹑熱輻射及熱阻抗等產(chǎn)生誤差的主要原因，并指出熱電偶不均質(zhì)﹑使用氣氛﹑絕緣電阻，K型熱電偶選擇性氧化﹑K狀態(tài)及鎧裝熱電偶分流誤差等使用中的注意事項。對提高測量精度，延長熱電偶使用壽命有一定幫助。