鎢錸熱電偶于1931年由Goedecke(戈德克)首先研制出來,是19世紀(jì)60-70年代發(fā)展最成功的熱電偶。鎢錸熱電偶是一種難熔的金屬熱電偶,最佳使用溫度在2000℃左右,當(dāng)溫度高于2300℃時測量數(shù)據(jù)會分散,最高使用溫度為2800℃。
鎢錸熱電偶的特點(diǎn)
1、鎢錸熱電偶在1300℃以下晶粒尚未長大,故其使用壽命很長;但當(dāng)溫度超過1500℃時,其晶粒開始慢慢長大,當(dāng)晶粒長到與熱偶絲直徑相當(dāng)時熱電偶會變得十分脆弱。
2、鎢錸熱電偶極易氧化,適于在惰性或干燥氫氣中使用,或用致密的保護(hù)管使其與氧隔絕才能使用,不能用于含碳?xì)夥?如在含碳?xì)浠衔锏臍夥罩惺褂茫瑴囟瘸^1000℃即受腐蝕)。
3、鎢或鎢錸在含碳?xì)夥罩腥菀咨煞€(wěn)定的碳化物,以致其靈敏度降低并引起脆斷,在有氫氣存在的情況下,會加速碳化。
目前國內(nèi)在測量超過1600℃的溫度時多采用非接觸測溫法,但相比于接觸法,其測量誤差較大。在接觸測溫傳感器中熱電偶比較適用于高溫測量,但貴金屬熱電偶價(jià)格昂貴且最高測量溫度也只能在1800℃,而鎢錸熱電偶不僅測溫上限高,且相對穩(wěn)定性較好。
鎢錸熱電偶制造工藝
1、制造材料及設(shè)備
制造鎢錸熱電偶需要的材料包含鎢錸熱偶細(xì)絲、耐火泥頭、U型石英玻璃管、扁平補(bǔ)償導(dǎo)線、鋁帽快干水泥;主要設(shè)備包含熱端焊機(jī)、自動恒溫烤箱、冷端焊機(jī)、攪拌器、正負(fù)極性檢測儀。
2、制造工藝
鎢錸熱偶絲的理想剪切長度是31mm,溫度采集是正極和負(fù)極之間的電勢差,如果熱偶絲長度太短,則熱電勢在短時間內(nèi)不易平衡;熱偶絲越長,熱電勢越容易穩(wěn)定,但熱偶的熱響應(yīng)時間會相應(yīng)變長。熱電偶的測量端露出水泥表面的高度為13mm,補(bǔ)償導(dǎo)線距水泥表面的距離為14mm,這樣才能保證熱電偶溫度快速(3s以內(nèi))達(dá)到熱平衡。熱偶絲穿過石英管時要保證絞絲分開處在石英管頂部正中,否則熱偶絲兩極長短不齊,會導(dǎo)致熱電勢不穩(wěn)定,并影響最終測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
補(bǔ)償導(dǎo)線是在一定溫度范圍內(nèi),熱電特性與熱電偶熱電特性相近的導(dǎo)線。使用補(bǔ)償導(dǎo)線時要注意:首先不能超出規(guī)定的溫度范圍,只有在0-100℃之間二者才有一致的熱電特性;其次極性不能接反,最后分度號須保持一致且兩極導(dǎo)線的修剪必須在同一平面上。
快干水泥的絕緣性、熱傳導(dǎo)、強(qiáng)度、耐受等性能的優(yōu)劣同樣非常重要,直接影響測溫成敗。如果水泥內(nèi)部有氣孔就會導(dǎo)致參考端溫度升高;為了使水泥充實(shí)平整、沒有大的氣孔,在澆灌時最好是分為2次,即先澆灌一半,等待約30min,至快干水泥反應(yīng)完全后再次澆灌。烘烤后的快干水泥應(yīng)保證具備低熱傳導(dǎo)率,高強(qiáng)度下仍不會開裂。烘烤后,
補(bǔ)償導(dǎo)線和鋁帽之間的絕緣電阻阻值不能小于500M?,使用時不能小于5M??;芈冯娮璨荒艽笥??。
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