熱電偶使用環境的影響

企業在使用熱電偶過程中，往往忽視了環境對其的影響，下面就環境對熱電偶的影響給出相應的解決方法，企業在選擇熱電偶時可以借鑒一下，希望能夠幫助到使用熱電偶的企業。

（1）選擇性氧化
對于含Fe的Ni—Cr合金，如果氧分壓低于特定值，那么同O2親和力大的Cr，將發生選擇性氧化，這是Ni—Cr合金*的晶界氧化。如用顯微鏡觀察外表面氧化層，就可以看到綠色析出物，這種現象通常稱為“綠蝕”。尤其是當溫度在800℃—1050℃范圍內，體系內又含有CO，H2等還原性氣體時，K型熱電偶的正極，更容易發生選擇性氧化。這種因Cr含量降低而引起的熱電勢偏低，已成為K型熱電偶在熱處理行業長期使用的限制因素。
如果采用的氣體很純，并且系統中不含氧，可以延長熱電偶使用壽命。可是，如果熱電偶絲表面有氧化層時，仍可為Cr的選擇性氧化提供足夠的氧。因此，在非氧化性氣氛中使用時，應采用干凈、拋光的偶絲。同時，應盡可能避免在帶有微量氧的惰性氣體或氧分壓很低的空氣中使用。當保護管長徑比較大時（即保護管很細），由于空氣循環不良，形成缺氧狀態，其殘余的少量氧仍可為Cr的選擇性氧化提供條件。
（2）選擇性氧化的對策
為了防止或減緩K型熱電偶因選擇性氧化而引起劣化，除了在材質方面加以改善外，還應在熱電偶結構上采取相應對策：
① 選擇對氧親和力較Cr更強的金屬作為吸氣劑，封入保護管內，防止Cr發生選擇性氧化，也可以采用增加保護管直徑或吹氣的方法增加氧含量。
② 裝配式熱電偶實體化。作者開發的產品—實體型滲碳爐用熱電偶，即開發出具有密封結構的裝配式熱電偶，可防止Cr發生選擇性氧化，經瓦軸集團，一汽，二汽，易普森工業爐，沈重，沈齒，錢江摩托等十幾家企業多年使用證明，此方案有效。使用壽命在12個月以上，用戶很滿意[4]。
（3）使用氣氛的影響
熱電偶的穩定性，因使用溫度，氣氛不同各異，對同一種傳感器，如K型熱電偶的zui高使用溫度也因直徑不同而變化，直徑相同的K型熱電偶也因結構的不同，其穩定性也有很大差異。在選擇熱電偶時，必須針對使用條件考慮如下幾點：
① 常用溫度及zui高使用溫度
② 氧化還原等使用氣氛
③ 抗振動性能
對于裝配式熱電偶而言，氣氛的影響，首先取決于保護管材質及熱電偶結構，因此，熟悉、掌握各種保護管材料的物理、化學性能是很必要的。例如：在粉末冶金行業中，常用鉬管作為熱電偶保護管。在1600℃的H2氣氛下，使用效果較好。然而，鉬管在氧化性氣氛下，很短時間就因氧化而蝕損。其次，應根據使用氣氛，選擇合適的熱電偶，在1300℃以上的氧化性氣氛中，選擇鉑銠熱電偶，在還原性、真空條件下采用鎢錸熱電偶較好。
對于K型熱電偶，適于在空氣、O2等氣氛中工作，但在H2中使用時，其表面被H2還原，短時間無影響，如果長時間暴露在H2中，在加速還原的同時，將使偶絲發生晶粒長大而斷線；在CO或煤氣等還原性氣氛中，其劣化將顯著加快而超差。
對于鎧裝熱電偶，氫的原子半徑很小，容易透過外套進入其內部，同樣也將加速劣化，致使熱電勢值大幅度降低。
（4）絕緣電阻的影響
熱電偶用絕緣物，在高溫下，其絕緣電阻隨溫度升高而急驟降低，因此，將有漏電流產生，該電流通過絕緣電阻已經下降的絕緣物流入儀表，使儀表指示不穩或產生測量誤差，也可能發生記錄儀亂打點的現象。