你的热电偶可靠吗?
热电偶的可靠性是指系统或原件在规定条件下与特定时间内,完成所要求功能的能力。具有高可靠性的热电偶传感器不仅具有相应的技术性能,而且能耐住恶劣环境,如高温、高湿、盐雾、霉菌、腐蚀、辐射、冲击和振动的考验。
从热电偶的使用材料、设计结构、制造工艺、封装技术等方面分析,可总结出热电偶的可靠性主要取决于以下五个方面
01
热电偶热电极材料的选择
- 总结现场照片-
热电极材料的热电特性、物理性能及机械性能是否优良是判定热电偶是否可靠,是否优越的重要条件。热电特性好的热电偶,其热电极配对后应具有较大的热电势与塞贝克系数(热电势率),能具有较似于线性的函数关系,且热电特性具有良好的稳定性和均匀性。此外,还要求每批材料具有良好的复现性,良好的物理性能,如高的电导率、小的比热容与电阻温度系数,无相变,不发生再结晶等,良好的机械性能使热电偶便于冷加工。
02
热电偶保护套管材料的选择
热电偶的保护装置被称为保护套管,它可以使热电极和被测介质不直接接触,能防止或减少火焰和气流的冲刷与辐射,以保证它具有较长的使用寿命。为提高热电偶的可靠,保护热电极,制作高温条件下应用的热电偶保护套管,材料除具备普通热电偶要求的气密性、稳定性及导热性外,还要求:
a.耐高温:在热电偶温度测量上限时适用,不产生变质和变形,在高温下抗氧化性能好。
b.热强性:在热电偶使用温度下不软化。
c.耐蚀性:当热电偶保护套管必须浸入熔融金属、玻璃、熔盐及腐蚀性气体中时,应具有对这些介质的耐蚀性。
d.一定的耐温度剧变的性能,抗热震的综合性能,热导高,热膨胀小。
03
热电偶的结构设计及零部件间的连接
热电偶的可靠性***主要取决于其结构设计以及各零部件间的可靠连接。热电偶整体结构的设计极为重要,特别是当热电偶工作在恶劣的环境条件下,如有剧烈振动、气压变化范围大过载、湿热等,优化紧凑的结构设计可以延长热电偶的使用寿命,减小热电偶的重量和体积。同时各零部件之间的可靠连接可以避免热电偶在严酷环境工作时出现断裂、松动现象,导致信号输出中断或异常。焊接作为热电偶零部件连接的主要方式,其质量也决定了***终整个热电偶的可靠性。焊接方面主要涉及焊接方法及焊料的选择,焊接结构设计、焊接工艺的处理等。因此,要提高热电偶的可靠性,其基本着眼点应放在它的设计和连接工艺(机械连接或焊接)上。
04
热电偶耐高温涂层材料的配置与涂覆工艺
表面涂层技术能赋予零件表面耐磨损、耐高温、耐腐蚀抗氧化等多种特殊性能,是提高热电偶可靠性的有效途径。涂层技术在热电偶保护套管及热电偶偶丝上已得到广泛的应用。
05
热电偶的封装
对热电偶进行装配时,应考虑到热电偶的绝缘性和密封性。绝缘对热电偶测温准确度影响很大,热电偶热电极中不同组偶丝及偶丝与壳体之间均应绝缘良好,绝缘破坏或绝缘电阻:太小,会引入较大的测量误差,甚至无法测量。热电偶在使用过程中因高温和吸潮也可能引起绝缘材料和密封材料的绝缘电阻下降。因此,设计热电偶时,应根据使用温度上限选用合适的绝缘、密封材料。
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