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真空爐專用熱電偶的選擇

2016-07-22

熱電偶的分類
   國際標準化組織(ASTM E344-08)將熱電偶分為3類:
   ①標準化廉金屬熱電偶         
   ②標準化貴金屬熱電偶           
   ③難熔金屬熱電偶


標準化廉金屬熱電偶

標準化廉金屬熱電偶有T、J、E、K及N型。

1) 鎳鉻硅—鎳硅鎂熱電偶(N型)的特點

  ①高溫抗氧化能力強,長期穩定性好;
  ②在250~500℃范圍內短期熱循環穩定性好,并抑制磁性轉變,熱電動勢無明顯變化;
  ③在400~1300℃范圍內,N型熱電偶熱電特性的線性度比K型好。


鎧裝熱電偶的選擇

 ①中高溫區鎧材
          中溫區鎧材主要是304、321或1Cr18Ni9Ti,
          高溫區有310S、Inconel600、NiCr合金。


②新型高溫鎧裝熱電偶材料Nicrobell(NCR)
        這種合金是在Nicrosil化學特性的基礎上加入鎂與鈮元素   ,提高了合金的抗氧化能力與耐高溫強度,用Nicrobell合金制成新型鎧裝熱電偶。

        鎧套材料為NCR以及310S的N型熱電偶在空氣中1100℃漂移,結果表明NCR鎧套材料性能最佳。


標準化貴金屬熱電偶
        標準化貴金屬熱電偶有S、R及B型

    1)t<1260℃,不建議選用貴金屬熱電偶

    2)當t>1280℃的真空條件下,不建議用S型裸偶

 ①軍工或航空認證企業,對爐溫均勻性測試精度要求很高

 ②在真空條件下用S型裸偶容易產生較大的負偏差

 ③建議將S型改成B型裸偶

 ④t>1260℃,貴金屬熱電偶應選用陶瓷管

 3)在1260~1750℃范圍
      ①測溫精度要求高,選用貴金屬熱電偶
      ②當測溫精度在± 1%t或t>1800℃時,選用鎢錸熱電偶
         △熱電極熔點高(3300℃),強度大,使用溫度高達2500℃;
         △熱電動勢大、靈敏度高、熱電動勢為B型熱電偶的三倍;
         △極易氧化;

真空爐測溫準確度的影響因素

1)真空度

        當真空度很高時,在線測溫系統的結果往往偏低,即儀表顯示的溫度要低于真空爐內的實際溫度,有時可達幾十度。

2)發射率
  陶瓷管的發射率較金屬保護管低,爐溫均勻性測試多采用鎧裝熱電偶,控制系統多采用陶瓷管保護的熱電偶,兩者測量結果受保護管發射率的影響是不可忽視的。

3) 熱導率
 在低溫狀態下,由于材料的熱導率因素,采用金屬或合金保護管的熱電偶,比陶瓷保護管熱電偶測溫系統示值偏低。

4)熱響應時間(τxx)

       當溫度出現階躍變化時,熱電偶的輸出變化相當于該階躍變化的某個規定百分數所需的時間,為熱響應時間,通常以τxx表示,如τ0.5等。
        對于按一階傳遞函數處理的溫度傳感器,達到階躍溫度量的63.2%所需要的時間稱為時間常數,記為τ。


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