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有关湖南热电偶测量过失及其注意事项

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有关湖南热电偶测量过失及其注意事项

发布日期:2018-07-26 00:00 来源:http://www.nmrdo.com 点击:

  有关湖南热电偶测量过失及其注意事项

湖南热电偶


  在现有的测温系统中,最常用的温度传感器—湖南热电偶,因其结构简略,往往被误认为“湖南热电偶两根线,接上就完事”,其实并非如此。湖南热电偶的结构尽管简略,但在运用中依然会出现各种问题。例如:安装或运用办法不妥,将会引起较大的测量过失,甚至检定合格的湖南热电偶也会因操作不妥,在运用时不合格,在渗碳等还原性气氛中,假设不注意,K型湖南热电偶也会因选择性氧化而超差。

  为了提高测量精度,减少测量过失,延长湖南热电偶运用寿命,要求运用者不只应具备仪表方面的操作技能,并且还应具有物理、化学及资料等多方面知识。作者根据多年实践,并参看有关资料较详细地介绍湖南热电偶的测量过失及其注意事项。

  3.1湖南热电偶丝不均质影响

  (1)湖南热电偶原料本身不均质

  湖南热电偶在计量室检守时,按规程要求,刺进检定炉内的深度只要300mm。因此每支湖南热电偶的检定效果,确切的说只能表现或首要表现出从测量端开端300mm长偶丝的热电行为,可是,当湖南热电偶的长度较长时,则大部分偶丝处于高温区,假设湖南热电偶丝是均质的,那么根据均质回路定则,测量效果与长度无关。可是,湖南热电偶丝并非均质,尤其是廉金属湖南热电偶丝其均质性较差,又处于具有温度梯度的场合,那么其局部将发生热电动势,该电动势称为寄生电势。由寄生电势引起的过失称为不均质过失。

  在现有的贵金属、廉金属湖南热电偶检定规程中,对湖南热电偶的不均质尚未作出规定,只要在湖南热电偶丝材规范中,对湖南热电偶丝的不均匀性有必定要求。对廉金属湖南热电偶选用首尾检定法求出不均匀热电动势。正规湖南热电偶丝材出产厂,均按国家规范要求,出产出不均匀热电动势符合要求的产品。

  (2)湖南热电偶丝经运用后发生的不均质

  关于新制的湖南热电偶,即使是不均匀热电动势能满足要求,可是,重复加工、弯曲致使湖南热电偶发生加工畸变,也将失掉均质性,并且运用中湖南热电偶长时间处于高温下也会因偶丝的劣化而引起热电动势改动,例如:刺进工业炉中的湖南热电偶,将沿偶丝长度方向发生劣化,并随温度增高,劣化增强,当劣化的部分处于具有温度梯度的场所,也将发生寄生电动势叠加在总热电动势中而出现测量过失。

  作者在实践中发现有的湖南热电偶经计量部分检定合格的产品(多为廉金属湖南热电偶)到现场运用时却不合格。再返回到计量部分检定依然合格,其中首要原因就是偶丝不均质引起的。出产湖南热电偶的技术人员都切身体会到,湖南热电偶的不合格率也随其长度的增加而增加。皆是受湖南热电偶丝材不均质的影响。总之,由不均质即寄生电动势引起的过失,取决于湖南热电偶丝本身的不均质程度及温度梯度的巨细,对其定量极其困难。

  3.2铠装湖南热电偶的分流过失

  (1)分流过失

  瓦轴集团渗碳炉用铠装湖南热电偶,仅运用一周就禁绝了。为评论原因,作者曾到现场调查,但未发现异常,只好从炉子上取下来经计量室检定效果合格。那么问题安在呢?最后,根据该支湖南热电偶的现场安装特征,经研究发现,上述问题是铠装湖南热电偶的分流过失形成的。

  所谓分流过失即用铠装湖南热电偶测量炉温时,当湖南热电偶中心部位有超越800°C的温度分布存在时,因其绝缘电阻下降,湖南热电偶示值出现异常的现象,称为分流过失。根据均质回路定则,用湖南热电偶测温只与测量端与参看端两端温度有关,与中心温度分布无关。可是因为铠装湖南热电偶的绝缘物是粉末状MgO,温度每升高100°C,其绝缘电阻下降一个数量级,当中心部位温度较高时,必定有漏电流发生,致使在湖南热电偶输出电势中有分流过失出现。

  (2)分流过失发生的条件

  将铠装湖南热电偶水平刺进炉内,其规格及实验条件为:直径ф4.8mm,长度为25m,中心部位加热带的长度为20m,温度为1000℃。本次实验中,湖南热电偶的测量端与中心部位的温差为200℃。假设测量端温度高于中心部位,则发生负过失;相反,则发生正过失。假设两者的温差为200℃,那么,分流过失约为100℃。这是肯定不能忽视的,分流过失的发生条件与铠装湖南热电偶种类和直径等因素有关[2],见表1。

  3.3分流过失的影响因素及对策

  高温下铠装湖南热电偶发生分流过失的现象,正在引起人们的重视,因此有必要了解分流过失的影响因素,并采取适当对策以减少或消除分流过失的影响。

  (1)铠装湖南热电偶直径

  关于长度为9米的K型铠装湖南热电偶(MgO绝缘),只将湖南热电偶中心部位加热。实验效果表明:分流过失的巨细与其直径的平方根成反比(直径过细,不恪守此规矩),即直径越细,分流过失越大。

  当中心部位温度高于800℃时,关于ф3.2mm铠装湖南热电偶将发生分流过失。但关于ф6.4mm及ф8mm铠装湖南热电偶,当中心部位的温度为900℃时,仍未发现分流过失。关于ф6.4mm(热电极丝直径为ф1.4mm)与ф8mm(热电极丝直径为ф2.0mm)的铠装湖南热电偶,当中心部位温度为1100℃时,直径为ф8mm的铠装湖南热电偶发生的分流过失仅为ф6.4mm的一半。此数值(50%)近视于两种铠装湖南热电偶电极丝直径的平方比(1.42/2.02),而电极丝直径平方比,即为电极丝的电阻比。因此,为了减少分流过失,应尽可能选用粗直径的铠装湖南热电偶。

  (2)中心部位的温度

  假设中心部位的温度超越800℃,有可能发生分流过失,其巨细将随温度的升高,呈指数关系增大。因此,除测量端外,其它部位应尽可能防止超越800℃。

  1)中心部位加热带长度及方位

  当中心部位加热带温度高于800℃时,其加热带的长度越长,间隔测量端越远,分流过失越大。因此,应尽可能缩短加热带长度,并且,不要在远离测量端处加热,以减少分流过失。

  (3)湖南热电偶丝的电阻

  当铠装湖南热电偶的直径相同时,分流过失将随湖南热电偶丝的电阻增大而增加。因此,选用电阻小的湖南热电偶丝更好。例如:直径相同的S型铠装湖南热电偶同K型湖南热电偶相比,其分流过失减少40%。因此,可选用S型湖南热电偶测量炉内温场分布,费用虽高,但较精确。

  (4)绝缘电阻

  高温下氧化物的电阻率将随温度的升高呈指数下降,分流过失的巨细首要取决于高温部分的绝缘性能,绝缘电阻越低,越容易发生分流过失。当绝缘电阻增加10倍或减少至1/10时,其分流过失也随之减少至1/10或增大10倍。为了减少分流过失,应尽可能选用直径粗的铠装湖南热电偶,增加绝缘层厚度。假设上述措施无效时,只好选用装配式湖南热电偶。

  3.4短程有序结构改动(K情况)的影响

  K型湖南热电偶在250℃—600℃温度规划内运用时,因为其显微结构发生改动,构成短程有序结构,因此将影响热电势值而发生过失,这就是所谓的K情况[3]。它是Ni—Cr合金特有的晶格改动,当Cr含量在5—30%规划内存在着原子晶格的有序无序转变。由此而引起的过失,因Cr含量及温度的不同而改动。将K型湖南热电偶从300℃加热至800℃,每50℃取一点,测量该点电势。在450℃时差错最大可达4℃,在350—600℃规划内,均为正差错。因为K情况的存在,使K型湖南热电偶在升温或降温检定效果不一致,故在廉金属湖南热电偶检定规程中明文规定检定次第:由低温向高温逐点升温检定。并且在400℃检定点,不只传热效果不佳,难以达到热平衡,并且,又恰好处于K情况过失最大规划。因此,对该点断定合格与否时应很稳重。

  Ni—Cr合金短程有序结构改动的现象,不只存在于K型,并且,在E型湖南热电偶正极中也有此现象。可是,作为改动量E型湖南热电偶仅为K型的2/3。总之,K情况与温度、时间有关,当温度分布或湖南热电偶方位改动时,其差错也会发生很大改动。故难以对差错巨细作出精确点评。

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