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熱電偶保護管的性能和選用(二)

熱電偶是應用最廣泛的測溫傳感器。而熱電偶的長期穩定性、使用壽命等各項性能指標,都與保護管密切相關。熱電偶損壞率的高低直接取決于保護管材料的性能。
   一、 引言
   隨著自動化程度的不斷提高,溫度的測量涉及到國民經濟的各個領域,如工農業生產、國防、科研、醫療、衛生、環保、氣象以及宇航等部門。熱電偶因其性能穩定、準確可靠、結構簡單、使用方便、測溫范圍廣、信號可遠傳等優點,在工業生產和科學研究等領域中已成為應用最廣泛的感溫元件。而熱電偶的長期穩定性、使用壽命等各項性能指標,都與保護管密切相關。據有關數據統計,熱電偶在正常的測量范圍內,其損壞率的高低直接取決于保護管材料性能的優異。因此,在實際使用中正確地選擇保護管,是延長熱電偶使用壽命的前提。
   二、 作用
   熱電偶保護管主要有兩種用途,一是防止遭受機械損壞;二是保護熱電偶免受被測介質化學腐蝕、不受氧化氣氛或還原氣氛的有害影響,使熱電偶盡可能處于接近其最佳氣氛中。因此熱電偶必須加以保護,使之不受不良氣氛的侵害。
熱電偶在以下幾種介質中使用必須隔絕:
   1.當與熱電偶接觸會改變熱電偶化學成分的各種金屬(固體、液體、氣體)
   2.會腐蝕熱電偶材料的爐氣和其它蒸氣(硫及其化合物是特別有害的)。
   3.能腐蝕熱電偶材料的各種電解質。
   熱電偶保護管通常為單保護管,在某些特殊情況下,可采用兩個同心安裝的保護管。接近熱電偶的稱為主保護管,外面的保護管叫輔助保護管。通常采用氧化鋁管為主保護管,碳化硅管為輔助保護管套構成組合保護管,以獲得良好的綜合性能,如具有抗切割火焰、抗熱沖擊或防止機械損傷等作用。
   理想的保護管應具有以下性能:
   1.耐高溫:在熱電偶溫度測量上限使用,不應產生變質和變形,在高溫下抗氧化性能好。
   2.耐腐蝕:當熱電偶用于酸性或堿性,以及具有其他腐蝕性介質中測溫時,保證有一定的壽命。
   3.氣密性好:可防止外界有害介質滲入保護管內部,使感溫元件損壞或變質。
   4.導熱性好:具有較高的導熱系數,時間常數小。
   5.有足夠的機械強度和一定的耐溫劇變的性能。
   6.物理、化學性能穩定:在長期使用中不和外部介質、絕緣材料、熱電極材料相互作用而變質,也不產生對熱電極有害的氣體。
   7.價格低廉。
   三、 性能和選用
   保護管按其材質可分為三種:
   1、金屬:機械強度高、導熱性能好、應用非常廣泛。保護管常用金屬材料及用途見表1。
   2、非金屬:多在1000℃以上溫度測量時采用,耐熱性能好,震性差、導熱性差。保護管常用的非金屬材料及用途見表2。
   3、金屬陶瓷:由于金屬材料機械強度高,但不耐高溫;非金屬材料耐高溫,但機械強度低。用粉末冶金的方法制成金屬陶瓷保護管,即有耐高溫的性能又有較好的機械強度,有很好的應用前景,可廣泛地用于鋼水、鐵水及高溫鹽浴爐等惡劣的環境。保護管常用的金屬陶瓷材料及用途見


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