熱電偶劣化與使用壽命

熱電偶裝備簡(jiǎn)單、更換方便且測(cè)量精度高，是溫度測(cè)量 儀表 中常見的一種測(cè)溫元件。雖說熱電偶的使用壽命長(zhǎng)，但伴隨著熱電偶長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量也會(huì)出現(xiàn)劣化，因此使用壽命也便會(huì)降低。

　　熱電偶的劣化

　　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(zhǎng)大。同時(shí)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(duì)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(dòng)勢(shì)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(gè)量變過程，對(duì)其定量很困難，將隨熱電偶的種類﹑直徑﹑使用溫度﹑氣氛﹑時(shí)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(shí)間。

　　(1)裝配式熱電偶的壽命 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中僅對(duì)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(dòng)勢(shì)的變化。但是，尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)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(shí)間。對(duì)B﹑R﹑S型熱電偶而言為2000h,K﹑E﹑J﹑T型熱電偶為10000h。 在實(shí)際使用時(shí)，裝配式熱電偶通常有保護(hù)管，只有在特殊情況下才裸絲使用。因此，在多數(shù)場(chǎng)合下，保護(hù)管的壽命決定了熱電偶?jí)勖?。?duì)熱電偶的實(shí)際使用壽命的判斷，必須是通過長(zhǎng)期收集﹑積累實(shí)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(hù)與外界環(huán)境隔絕，因此套管材質(zhì)對(duì)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(diǎn)，但使用壽命往往低于裝配式熱電偶。 結(jié)語 熱電偶是科研﹑生產(chǎn)*常用的溫度傳感器，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是，使用中不注意仍然會(huì)產(chǎn)生較大測(cè)量誤差。作者針對(duì)使用中容易出現(xiàn)的問題，詳細(xì)探討了測(cè)溫點(diǎn)的選擇，熱電偶的插入深度﹑響應(yīng)時(shí)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(xiàng)。對(duì)提高測(cè)量精度，延長(zhǎng)熱電偶使用壽命有一定幫助。