了解鎧裝熱電偶性能指標(biāo)，正確選用鎧裝熱電偶

鎧裝熱電偶是在熱電極之間及熱電極與金屬保護(hù)套管之間填充了氧化鎂或氧化鋁等絕緣粉末制成。上海自動(dòng)化儀表三廠在本文對(duì)鎧裝熱電偶的高溫耐久性、絕緣電阻、熱傳導(dǎo)誤差、響應(yīng)時(shí)間、寄生熱電勢(shì)等物理特性做介紹，全面鎧裝熱電偶性能了解，對(duì)儀表工選用長(zhǎng)壽命鎧裝熱電偶有幫助。

儀表工一般會(huì)接觸到的鎧裝熱電偶外徑從φ0.5mm到φ8mm，鎧裝熱電偶的結(jié)構(gòu)形式由金屬保護(hù)套管的材料、外徑、測(cè)溫接點(diǎn)的樣式、熱電極的種類等決定。

1、鎧裝熱電偶高溫使用壽命

鎧裝熱電偶的使用溫度上限主要由保護(hù)管材料、外徑、熱電極種類、熱電極偶絲直徑以及測(cè)溫氣氛來決定。通常國(guó)產(chǎn)廉金屬鎧裝熱電偶(分度號(hào)K、E、T、J)保護(hù)管材質(zhì)為不銹鋼SUS304或1Cr18Ni9Ti，在不考慮其他影響因素情況下，SUS304或1Cr18Ni9Ti熱電偶保護(hù)管材料在空氣中的連續(xù)使用溫度為900℃，保持耐久性的最高使用溫度是600℃-700℃；國(guó)產(chǎn)貴金屬鎧裝熱電偶(分度號(hào)S、B、R)保護(hù)管材質(zhì)為不銹鋼GH3030或GH3039。上自儀三廠生產(chǎn)的鎧裝熱電偶保護(hù)管材料的實(shí)際使用溫度往往低于熱電偶分度表提供的溫度范圍，鎧裝熱電偶實(shí)際使用溫度應(yīng)該以保護(hù)管材料最高使用溫度和不同直徑偶絲的最高溫度中低值的為準(zhǔn)！

在這里不得不說鎧裝熱電偶使用溫度和使用壽命的事情：比如儀表工看到資料上標(biāo)注K分度號(hào)熱電偶的測(cè)量范圍是0-1300℃，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際溫度是900-1050℃，如果簡(jiǎn)單選用常規(guī)K型鎧裝熱電偶測(cè)溫，那么鎧裝熱電偶現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用情況反饋就是熱電偶能準(zhǔn)確測(cè)溫，但使用壽命很短！問題出在哪里？看看本文就清楚了。

2、鎧裝熱電偶絕緣電阻

熱電偶廠家說明書上對(duì)鎧裝熱電偶絕緣電阻是這樣介紹：鎧裝熱電偶長(zhǎng)度＜1000mm，絕緣電阻≥1000MΩ；鎧裝熱電偶長(zhǎng)度＞1000mm，絕緣電阻≥1000MΩ×m，這個(gè)數(shù)據(jù)是室溫時(shí)的鎧裝熱電偶絕緣電阻值。

鎧裝熱電偶套管與熱電極之間的絕緣電阻與鎧裝熱電偶外徑的大小無(wú)特定關(guān)系，外徑大，鎧裝熱電偶絕緣電阻未必高。據(jù)實(shí)驗(yàn)推知，是溫室電阻值越大，一旦達(dá)到高溫后鎧裝熱電偶絕緣電阻的下降率就越高；室溫時(shí)只有幾千兆歐電阻值的產(chǎn)品，器高溫電阻值卻趨于一個(gè)定值。因此，要想從室溫下的絕緣電阻的數(shù)據(jù)推知高溫時(shí)的絕緣電阻是不可能的。

在鎧裝熱電偶實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如果對(duì)地的絕緣電阻不能忽略，則在訂購(gòu)鎧裝熱電偶時(shí)必須指明室溫及高溫時(shí)鎧裝熱電偶絕緣電阻值的技術(shù)要求。

3、鎧裝熱電偶熱傳導(dǎo)誤差

鎧裝熱電偶插入溫度保持一定值的測(cè)溫場(chǎng)所時(shí)，因鎧裝熱電偶插入深度不同，測(cè)出的溫度就不一樣。或者，當(dāng)鎧裝熱電偶插入深度不適當(dāng)時(shí)，即使經(jīng)歷很長(zhǎng)時(shí)間，測(cè)溫接點(diǎn)的溫度也很難達(dá)到測(cè)溫的溫度，這種情況與鎧裝熱電偶的外徑、保護(hù)管材料、熱電極的粗細(xì)、鎧裝熱電偶安裝方法以及被測(cè)物體的大小或測(cè)溫氣氛等因素有關(guān)系。大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：沿鎧裝熱電偶套管出現(xiàn)不同的溫度分度和熱傳導(dǎo)，從而使測(cè)溫接點(diǎn)受到影響，于是測(cè)溫點(diǎn)的溫度便低于被測(cè)溫度，出現(xiàn)了熱傳導(dǎo)誤差。

當(dāng)然鎧裝熱電偶的直徑越小，鎧裝熱電偶插入深度所引起的誤差就越小，這就是φ0.5mm等細(xì)小直徑鎧裝熱電偶特別有利于測(cè)量局部溫度的原因。儀表工在鎧裝熱電偶選型過程中是需要綜合考慮鎧裝熱電偶直徑、插入深度，這會(huì)直接關(guān)系測(cè)溫的的傳導(dǎo)誤差和使用壽命。

4、鎧裝熱電偶響應(yīng)時(shí)間

鎧裝熱電偶和裝配式熱電偶相比測(cè)溫滯后性小，這是因?yàn)殒z裝熱電偶響應(yīng)時(shí)間除了與鎧裝熱電偶的熱容量、熱傳導(dǎo)率等因素有關(guān)外，還因被測(cè)對(duì)象(氣體或液體)以及被測(cè)量對(duì)象的狀態(tài)(靜止或流動(dòng))而不同。當(dāng)測(cè)量氣氛為空氣等熱傳導(dǎo)率很差的流體或測(cè)量隨時(shí)間變化的溫度時(shí)，為了減小鎧裝熱電偶響應(yīng)時(shí)間(即大家常說的提高靈敏度)，并將測(cè)量誤差減至更小程度，最好使用較細(xì)直徑的鎧裝熱電偶。切記：鎧裝熱電偶直徑變小，其使用壽命和最高使用溫度也隨之降低，兼顧響應(yīng)時(shí)間、測(cè)量準(zhǔn)確度、使用壽命和使用溫度的熱電偶直徑選擇才是明智的。

5、鎧裝熱電偶寄生熱電勢(shì)

影響鎧裝熱電偶性能的主要因素是寄生熱電勢(shì)，因熱應(yīng)力所引起的寄生熱電勢(shì)比機(jī)械應(yīng)力引起的寄生熱電勢(shì)大。鎧裝熱電偶熱電極的寄生熱電勢(shì)是鎧裝熱電偶的制造過程、裝配過程以及測(cè)溫狀態(tài)所受機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力大小的反映，同時(shí)也是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量精度產(chǎn)生重大影響的重要因素。儀表工在安裝鎧裝熱電偶過程中反復(fù)彎曲鎧裝熱電偶是會(huì)增大寄生熱電勢(shì)的，這就是鎧裝電偶可以彎曲，同時(shí)不宜多次彎曲。