Tác động của nhiệt độ môi trường đến phép đo cặp nhiệt điện là gì?

1) Quá trình oxy hóa chọn lọc
Đối với hợp kim Ni Cr chứa Fe, nếu áp suất riêng phần oxy thấp hơn một giá trị cụ thể, Cr có ái lực cao với O2 sẽ trải qua quá trình oxy hóa chọn lọc, đây là quá trình oxy hóa ranh giới hạt độc đáo của hợp kim Ni Cr. Nếu lớp oxit bề mặt được quan sát dưới kính hiển vi, có thể nhìn thấy kết tủa màu xanh lá cây, thường được gọi là "khắc xanh". Đặc biệt khi nhiệt độ dao động từ 800 độ đến 1050 độ và hệ thống chứa các khí phục hồi như CO và H2, điện cực dương của cặp nhiệt điện loại K dễ bị oxy hóa chọn lọc hơn. Tiềm năng nhiệt điện thấp do hàm lượng Cr giảm đã trở thành yếu tố hạn chế cho việc sử dụng lâu dài cặp nhiệt điện loại K trong ngành xử lý nhiệt. Nếu khí được sử dụng rất tinh khiết và không có oxy trong hệ thống, nó có thể kéo dài tuổi thọ của cặp nhiệt điện. Tuy nhiên, nếu có một lớp oxit trên bề mặt dây cặp nhiệt điện thì vẫn có thể cung cấp đủ oxy cho quá trình oxy hóa chọn lọc Cr. Vì vậy, khi sử dụng trong môi trường không oxy hóa, nên sử dụng dây sạch và đánh bóng. Đồng thời, nên tránh sử dụng nó càng nhiều càng tốt trong khí trơ có lượng oxy hoặc trong không khí có áp suất riêng phần oxy rất thấp. Khi tỷ lệ chiều dài và đường kính của ống bảo trì lớn (tức là ống bảo trì rất mỏng), do lưu thông không khí kém sẽ hình thành trạng thái yếm khí và lượng oxy nhỏ còn lại vẫn có thể tạo điều kiện cho quá trình oxy hóa chọn lọc của Cr.
2) Các chiến lược oxy hóa chọn lọc
Để tránh hoặc làm chậm sự hư hỏng của cặp nhiệt điện loại K do quá trình oxy hóa chọn lọc, ngoài việc cải tiến vật liệu, cũng cần thực hiện các biện pháp tương ứng trong việc chế tạo cặp nhiệt điện:
① Chọn kim loại có ái lực với oxy mạnh hơn Cr làm ống hít, bịt kín bên trong ống bảo trì để tránh quá trình oxy hóa có chọn lọc Cr và tăng hàm lượng oxy bằng cách tăng đường kính của ống bảo trì hoặc thổi khí.
② Kiên cố hóa các cặp nhiệt điện đúc sẵn. Sản phẩm được cấp bằng sáng chế do tác giả phát triển - cặp nhiệt điện lò cacbon hóa loại rắn, là cặp nhiệt điện lắp ráp có cấu trúc kín, có thể tránh được quá trình oxy hóa chọn lọc Cr. Kế hoạch này đã được chứng minh hiệu quả qua nhiều năm sử dụng bởi hơn mười doanh nghiệp, bao gồm Wazhou Group, FAW, 2W, Epson Industrial Furnace, Shenzhong, Shenchi, Qianjiang Motorcycle, v.v. Thời hạn sử dụng hơn 12 tháng và người dùng rất hài lòng [4]. 3) Việc sử dụng khí quyển ảnh hưởng đến độ ổn định của cặp nhiệt điện. Do nhiệt độ và khí quyển hoạt động khác nhau, nhiệt độ hoạt động tối đa của cùng một cảm biến, chẳng hạn như cặp nhiệt điện loại K, cũng thay đổi theo các đường kính khác nhau. Cặp nhiệt điện loại K có cùng đường kính cũng có sự khác biệt đáng kể về độ ổn định do cấu trúc khác nhau của chúng.

Khi chọn cặp nhiệt điện, cần xem xét các điểm sau dựa trên điều kiện hoạt động:
① Nhiệt độ chung và nhiệt độ hoạt động tối đa
② Môi trường cho ứng dụng như phục hồi quá trình oxy hóa
③ Về hiệu suất chống rung của cặp nhiệt điện lắp ráp, ảnh hưởng của khí quyển trước tiên phụ thuộc vào vật liệu của ống bảo trì và cấu trúc của cặp nhiệt điện. Vì vậy, cần làm quen và kiểm soát các tính chất vật lý và hóa học của các vật liệu ống bảo trì khác nhau. Ví dụ, trong ngành luyện kim bột, ống molypden thường được sử dụng làm ống bảo trì cặp nhiệt điện. Hiệu ứng ứng dụng tốt trong bầu không khí H2 ở 1600 độ. Tuy nhiên, ống molypden bị ăn mòn nhanh chóng do bị oxy hóa trong môi trường oxy hóa. Thứ hai, nên lựa chọn cặp nhiệt điện phù hợp dựa trên môi trường ứng dụng. Nên chọn cặp nhiệt điện rhodium bạch kim trong môi trường oxy hóa trên 1300 độ, và nên sử dụng cặp nhiệt điện rheni vonfram trong điều kiện phục hồi và chân không. Về cặp nhiệt điện loại K, chúng thích hợp làm việc trong môi trường khí quyển như không khí và O2. Tuy nhiên, khi sử dụng ở H2, diện mạo của chúng sẽ được H2 khôi phục và không có tác dụng trong thời gian ngắn. Nếu tiếp xúc với H2 trong thời gian dài sẽ đẩy nhanh quá trình phục hồi và khiến dây cặp nhiệt điện phát triển và đứt; Trong môi trường phục hồi như CO hoặc khí, sự phân hủy của nó sẽ tăng tốc đáng kể và vượt quá tiêu chuẩn. Đối với cặp nhiệt điện bọc thép, bán kính nguyên tử của hydro rất nhỏ, khiến nó dễ dàng đi vào bên trong nó qua áo khoác, điều này cũng sẽ đẩy nhanh quá trình xuống cấp và làm giảm đáng kể tiềm năng nhiệt điện.
4) Ảnh hưởng của điện trở cách điện
Cặp nhiệt điện sử dụng vật liệu cách điện và ở nhiệt độ cao, điện trở cách điện của chúng giảm mạnh khi nhiệt độ tăng, dẫn đến dòng điện rò rỉ. Dòng điện này chạy qua vật liệu cách điện trước đó đã giảm điện trở cách điện và đi vào thiết bị, gây ra các chỉ báo của thiết bị không ổn định hoặc sai số đo. Nó cũng có thể khiến thiết bị ghi âm chạm ngẫu nhiên.