K型铠装热电偶可行性建议与问题解决

K型铠装热电偶可行性建议与问题解决

K型热电偶的支腿/导体主要分别由镍/铬和镍/铝合金组成，所使用的名称包括NiCR/NiAl。热电偶按照IEC 60584-1:2013标准化，公差等级为1和2（见图）。然而，非常重要的是要记住，公差限制只能保证热电偶在交付时的性能，热电偶受其周围环境和使用的影响。

图1 符合IEC 60584-1:2013的K型热电偶公差（°C）1级：1.5或0.004 x t中较大者。2级：2.5或0.0075 x t中较大者。

出于这个原因，我们在这里介绍了常见误差源的描述，这些误差源在风险分析或错误预算中很重要，除了规定的公差等级之外。

图2在各种温度范围内可能影响K型热电偶的测量误差，误差的大小是相对粗略地估计的，但它们仍然可以作为在安装中寻找最大误差源的指南。

同质性

热电偶不是单点传感器，相反，它测量沿着传感器从测量接点到参考接点的整个长度累积的温差。传感器越长，对支腿的合金和性能沿传感器长度完全均匀的要求就越高。在对长热电偶的要求苛刻的应用中，我们建议您咨询专家，以获得正确选择和测试的传感器材料，Pentronic的专家可以帮助您做出正确的选择。

老化

一般来说，热电偶应被视为易腐物品，即使在绝大多数应用中，它们可以在多年内保持足够的精度。然而，你需要意识到，更高的温度尤其会加速老化过程。老化涉及合金性能的逐渐变化，随着时间的推移，精度会下降。在高温下，尤其是在1000°C以上，金属护套也不能再被视为抵御污染物的密封屏障，传感器的老化速度要快得多。

SRO磁滞

SRO滞后可能不是一个众所周知的术语，但是Pentronic使用该表达式来描述主要影响基底金属合金（例如K型）的热电偶的现象。SRO代表“短程有序”，指合金晶体结构的变化。K型热电偶主要在200–600°C的温度范围内循环时受到这种现象的影响。所发生的情况是，当在高温和低温之间发生循环时，来自传感器的信号响应在温度上升的过程中与在温度下降的过程中不同。SRO滞后通常是一个未知因素，导致误差大得惊人，主要是在校准时。我们建议阅读有关此主题的其他内容：

图3 K型热电偶的塞贝克系数随温度水平和暴露时间的变化。临界区为200-600°C。

绿腐病

对于K型热电偶，在800–1050°C范围内存在支腿受到绿腐病影响的风险，该术语用于描述支腿上产生绿色氧化铬的氧化过程。我之所以非常重要地了解这一点，是因为它可能是一个重大的错误源，不必冒险。在这些温度下的氧化会耗尽合金，这会迅速影响测量结果。如前所述，重要的是要记住，使用带护套的热电偶不会带来显著的好处，因为在这些温度下，护套不会提供明显的保护。然而，用N型热电偶代替它很容易解决这个问题。

参考接点

热电偶总是有一个参考接点或通常所说的“冷接点”，它尽可能靠近热电偶的连接位置（信号转换器、记录器或指示器）。为了能够解释来自热电偶的信号，无论类型如何，冷接点都必须具有已知的温度。因此，至关重要的是，在安装过程中，您要了解冷接点的精度规格，并定期评估点本身：随着时间的推移，其精度是否会因其环境或操作而受到影响。

安装

还要记住，始终将热电偶的安装作为误差预算的一部分进行分析。例如，如果使用延长电缆或电缆穿过不同的温度范围，测量精度很容易受到影响。例如，在炉子内部，与要测量的材料所在的点相比，靠近炉子边缘加热器的温度可能高得多。电磁影响和绝缘问题也是常见的误差源。如果您正在计划一个要求很高的应用程序，或者您目前在测量过程中遇到问题，请随时联系厂家寻求支持！