淺談熱電偶的均勻性分析
|
鎧裝/裝配系類熱電偶的均勻性是指熱電偶熱電極材料的均勻程度。熱電偶兩熱電極若是均勻的，則熱電偶回路的熱電勢(shì)只與兩端溫度相關(guān)，而與沿?zé)犭姌O長(zhǎng)度的溫度分布無(wú)關(guān)。若兩熱電極材料不均勻，熱電偶回路里就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加熱電勢(shì)，這個(gè)附加熱電勢(shì)會(huì)影響熱電偶回路的總熱電勢(shì)。使熱電偶熱電特性發(fā)生變化，從而降低了測(cè)溫的準(zhǔn)確性。因而，熱電偶均勻性是衡量熱電偶質(zhì)量的重要指標(biāo)。 造成熱電偶熱電極不均勻性的因素很多，主要有化學(xué)成分和物理狀態(tài)兩方面的因素。 化學(xué)成分方面的因素主要有： 1、雜質(zhì)分布不均勻和成分偏析，這在熱電極材料生產(chǎn)中無(wú)法完全避免，而且遍及熱電極的整個(gè)長(zhǎng)度。 2、熱電極表面局部的金屬揮發(fā)和氧化。 3、熱電極中某些元素的選擇性氧化。 4、在高溫下，由于測(cè)量端的熱擴(kuò)散改變了附近的化學(xué)成分。 5、環(huán)境氣氛、絕緣材料和保護(hù)管材料(熱電偶保護(hù)管種類?)對(duì)熱電極局部的玷污和腐蝕等。 物理狀態(tài)方面的因素有： 1、由于熱電偶是由拔絲機(jī)拉制而成的，在冷拔過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生加工應(yīng)力。應(yīng)力不同，熱電特性就不同，直徑越細(xì)，加工量愈大，不均勻性就越嚴(yán)重。此外，熱電偶在使用過(guò)程中，偶絲局部受拉伸、彎曲變形，也會(huì)使熱電極沿長(zhǎng)度出現(xiàn)應(yīng)力分布不均，從而使熱電特性不一致。 2、熱電極晶粒大小及結(jié)晶結(jié)構(gòu)的不均勻，對(duì)熱電特性也會(huì)產(chǎn)生一定影響。 均勻性如何檢測(cè) 1、改變熱電偶插入深度法 用測(cè)量改變熱電偶插入檢定爐深度前、后熱電動(dòng)勢(shì)差值來(lái)表示它的不均勻性。這種方法簡(jiǎn)便，但不夠準(zhǔn)確。不均勻電勢(shì)的測(cè)量方法很多，但目前各種測(cè)量方法測(cè)得的數(shù)據(jù)還無(wú)法統(tǒng)一，因此只有采用相同的方法才能進(jìn)行比較。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，我國(guó)常用熱電偶不均勻性檢驗(yàn)都按同名極法和參考電極法進(jìn)行。 2、同名極法和參考電極法 各種常用熱電偶的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了用這兩種方法檢查工作用熱電偶絲的不均勻性。 具體步驟是：出廠檢查是從每盤絲的頭和尾或頭、中、尾各取樣1.1m；型狀檢驗(yàn)除頭、中、尾取樣外，還應(yīng)在一盤絲的任意部位取5.5mm剪成1.1m的5段，然后焊接成熱電偶與同型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)熱電偶捆扎在一起，按熱電偶技術(shù)要求規(guī)定的試驗(yàn)溫度，用同名極法測(cè)量其熱電勢(shì)。也可將試樣與純鉑絲(作標(biāo)準(zhǔn)電極)焊接在一起，在規(guī)定的試驗(yàn)溫度下測(cè)量豈熱電勢(shì)值。這兩種測(cè)量方法簡(jiǎn)單方便，不需要專用設(shè)備，可以和熱電偶示值檢定同時(shí)進(jìn)行。但她不能連續(xù)測(cè)量整盤絲的不均勻性，也不能準(zhǔn)確地確定不均勻的部位。 3、點(diǎn)加熱法 制造一個(gè)小型點(diǎn)式爐或單邊爐做熱源，由于爐子很小，可以認(rèn)為是點(diǎn)溫度，測(cè)量時(shí)使?fàn)t溫恒定，并將它沿?zé)犭姌O作軸向運(yùn)動(dòng)(也可使熱源固定，移動(dòng)熱電極)，通過(guò)測(cè)量?jī)x器，觀察熱電勢(shì)變化，并記下該部位，該部位的熱電勢(shì)變化值即為不均勻電勢(shì)。點(diǎn)加熱爐對(duì)熱電極上突然變化的不均勻性反應(yīng)比較敏感，并能確定相應(yīng)位置。單邊爐對(duì)熱電極上逐漸變化的不均勻性比較敏感，并能確定相應(yīng)的區(qū)域。這種方法可以連續(xù)測(cè)量熱電偶絲的不均勻性及其部位，但需專用設(shè)備，測(cè)試復(fù)雜，使用受限制。 不均勻電勢(shì)的測(cè)試多數(shù)是對(duì)單根熱電極進(jìn)行的。當(dāng)我們將熱電偶絲配對(duì)的，它的最大不均勻電勢(shì)是用大單極不均勻電勢(shì)的平方和然后再開方所得的熱電勢(shì)值表示。
|
.png)