Qual é o impacto da temperatura ambiente na medição do termopar?

1) Oxidação seletiva
Em relação às ligas de Ni Cr contendo Fe, se a pressão parcial de oxigênio estiver abaixo de um valor específico, o Cr com alta afinidade pelo O2 sofrerá oxidação seletiva, que é uma oxidação única no limite de grão das ligas de Ni Cr. Se a camada superficial de óxido for observada ao microscópio, podem ser vistos precipitados verdes, o que é comumente referido como "gravura verde". Especialmente quando a temperatura varia de 800 graus a 1050 graus e o sistema contém gases restauradores como CO e H2, o eletrodo positivo do termopar tipo K é mais propenso à oxidação seletiva. O baixo potencial termoelétrico causado pela diminuição do teor de Cr tornou-se um fator limitante para o uso a longo prazo de termopares tipo K na indústria de tratamento térmico. Se o gás utilizado for muito puro e não houver oxigênio no sistema, pode prolongar a vida útil do termopar. No entanto, se houver uma camada de óxido na superfície do fio do termopar, ainda poderá ser fornecido oxigênio suficiente para a oxidação seletiva do Cr. Portanto, quando utilizado em atmosferas não oxidantes, deve-se utilizar arame limpo e polido. Ao mesmo tempo, devem ser feitos esforços para evitar a utilização de gases inertes com vestígios de oxigénio ou ar com baixa pressão parcial de oxigénio. Quando a relação comprimento/diâmetro do tubo de manutenção é grande (ou seja, o tubo de manutenção é muito fino), devido à má circulação de ar, ele forma um estado anaeróbico, e a pequena quantidade restante de oxigênio ainda pode fornecer condições para a oxidação seletiva de Cr.
2) Estratégias para oxidação seletiva
Para evitar ou retardar a deterioração dos termopares tipo K causada pela oxidação seletiva, além de melhorar o material, medidas correspondentes também devem ser tomadas na construção dos termopares:
① Escolha um metal com maior afinidade pelo oxigênio do que o Cr como inalador, sele-o dentro de um tubo de manutenção para evitar a oxidação seletiva do Cr e aumente o teor de oxigênio aumentando o diâmetro do tubo de manutenção ou soprando ar.
② Solidificação de termopares pré-fabricados. O produto especializado desenvolvido pelo autor, o termopar de forno de carburação do tipo sólido, é um termopar montado com estrutura selada que pode prevenir a oxidação seletiva do Cr. Este plano foi comprovado como eficaz ao longo de anos de uso por mais de dez empresas, incluindo Wa Jin Group, FAW, 2W, Epson Industrial Furnace, Shenzhong, Shenchi e Qianjiang Motorcycle. A vida útil é superior a 12 meses e os usuários estão muito satisfeitos [4]. 3) O uso da atmosfera afeta a estabilidade dos termopares. Devido às diferentes temperaturas e atmosferas operacionais, a temperatura operacional mais alta do mesmo sensor, como termopares tipo K, também varia com diferentes diâmetros. Termopares tipo K com o mesmo diâmetro também apresentam diferenças significativas na estabilidade devido a diferentes construções.

Ao selecionar um termopar, é necessário considerar os seguintes pontos com base nas condições operacionais:
① Temperatura comum e temperatura operacional mais alta
② Atmosfera para aplicações como restauração de oxidação
③ Em relação ao desempenho antivibração dos termopares montados, a influência da atmosfera depende primeiro do material do tubo de manutenção e da estrutura do termopar. Portanto, é necessário familiarizar e controlar as propriedades físicas e químicas de diversos materiais de tubos de manutenção. Por exemplo, na indústria de metalurgia do pó, os tubos de molibdênio são comumente usados ​​como tubos de manutenção de termopares. O efeito da aplicação é bom em uma atmosfera H2 a 1600 graus. No entanto, os tubos de molibdênio corroem rapidamente devido à oxidação em uma atmosfera oxidante. Em segundo lugar, os termopares adequados devem ser selecionados com base na atmosfera de aplicação. Os termopares de platina e ródio devem ser selecionados em atmosferas oxidantes acima de 1300 graus, e os termopares de tungstênio e rênio devem ser usados ​​sob condições restaurativas e de vácuo. Já os termopares tipo K são adequados para trabalhar em atmosferas como ar e O2. Porém, quando usados ​​em H2, sua aparência é restaurada pelo H2 e não tem efeito em um curto período de tempo. Se exposto ao H2 por muito tempo, acelerará a recuperação e fará com que o fio do termopar cresça e quebre; Em atmosferas restaurativas como CO ou gás, a sua degradação irá acelerar significativamente e exceder o padrão. Em relação aos termopares blindados, o raio atômico do hidrogênio é muito pequeno, facilitando a entrada em seu interior pela camisa, o que também acelerará a degradação e causará uma diminuição significativa do potencial termoelétrico.
4) A influência da resistência de isolamento
Os termopares usam materiais de isolamento e, em altas temperaturas, sua resistência de isolamento diminui drasticamente com o aumento da temperatura, resultando em corrente de fuga. Esta corrente flui através do material de isolamento cuja resistência de isolamento anteriormente caiu e entra no instrumento, causando indicações instáveis ​​do instrumento ou erros de medição. Também pode fazer com que o instrumento de gravação toque aleatoriamente.