對于測量條件惡劣,不能用常規傳感器實現的溫度測量,如高溫強腐蝕性介質、高溫熔體、真空、滲碳條件下,必須開發特種專用傳感器。本文闡述了鎢錸熱電偶等特種溫度傳感器的特點、性能及應用,著重探討了當前測溫領域熱點問題:滲碳爐、鋁液、銅液等高溫熔體連續測溫;真空釬焊爐、真空粉末冶金燒結爐等的溫度測量以及現場溫度校準。實踐證明,新開發的特種溫度傳感器,不僅與國際接軌,替代進口產品,而且還可以打入國際市場。
關鍵詞:溫度傳感器、鎢錸熱電偶、高溫熔體、滲碳爐、真空爐.
溫度是國際單位制七個基本量之一,也是工業過程控制中的主要參數。在電熱及熱處理、電爐冶煉及精煉、爐襯耐火材料行業,溫度測量的準確,直接影響產品質量優劣,能耗高低,設備使用壽命長短。目前殊如強還原性氣氛的滲碳爐、真空冶煉爐、真空釬焊、銅、鋁、鎂、鋅液溫度測量,都伴有強腐蝕、強滲碳、高真空、高溫等多種工業環境參數的影響,測溫準確的前提是應解決上述這些特殊條件下的溫度測量技術。
1. 滲碳爐專用熱電偶
滲碳工藝對機械制造業十分重要,隨著改革開放的進程,國內引進許多先進的滲碳爐等用于改造傳統設備。在這種形勢下,普通的熱電偶已不能適應新型滲碳設備的需要。
1、滲碳爐的特點
① 高溫、930~950℃或更高;
② 還原性氣氛。
2、普通熱電偶存在的問題
① 材質 采用321不銹鋼在850℃以下,在t﹥930℃的情況下,水平安裝容易變彎曲,壽命短;
② 結構 未能隔離還原性氣體
以上缺點決定普通熱電偶難以滿足滲碳爐的苛刻要求。
⑵ 新型熱電偶的研制
重慶歐德儀表曾對瓦軸使用后的熱電偶進行x射線衍射分析,結果表明,主相為NiO、Ni及少量Ni2SiO4,對已使用和未使用的熱電偶相比較,光譜分析表明,使用后的熱電偶金屬元素相對減少,尤其是正極中Cr,發生選擇性氧化,致使熱電偶熱電動勢出現負偏差。
1、材質 采用耐熱不銹鋼,使用溫度達1050℃;
2、結構 采用金屬與陶瓷復合管型實體化密封結構,隔絕還原性氣體的作用,極大的延長了熱電偶的使用壽命。
2. 高溫熔體溫度測量
⑴ 鋁液連續測溫
對于鋁錠熔化爐、鑄造爐及鋁液精煉爐內鋁液溫度的連續測量與控制,是保證產品質量、節能降耗的重要條件。鋁液溫度雖然不高,但腐蝕性強,在熔化或精煉過程中,還要加精煉劑、除氣劑、覆蓋劑等,進行機械或電磁攪拌以及機械扒渣等工藝操作。因此,常規的方法是無能為力的,針對以上情況,重慶歐德儀表開發出兩種保護管。
1)MPT-1型合金保護管
它的特點是:強度高、韌性好、耐腐蝕,在有機械扒渣的情況下,仍不易碰斷。并出口至法國、意大利、匈牙利及墨西哥等國家。
2)氮化硅結合碳化硅管或表面改性碳化硅管
它的特點是強度低,易破損,但不玷污鋁液,用于鋁輪轂行業對鐵雜質要求極嚴的場合。重慶歐德儀表采用氮化硅結合碳化硅或表面改性管,替代進口產品,效果也很好。
⑵ 銅液連續測溫
對于銅加工行業中銅液連續測溫,采用金屬陶瓷保護管,內插K型或S型熱電偶,制成實體化熱電偶。自20033年以來,經現場使用證明具有如下特點:耐高溫,使用壽命長(在1000h以上);熱電偶性能穩定;安全可靠。