鎢錸熱電偶絲工作原理

鎢錸熱電偶絲是一種使用範圍較廣的一類溫度感測器,通常使用在2000℃以下的環境中,在各類熱電偶中,鎢錸熱電偶絲時工作溫度最高的熱電偶之一,在非氧化氣氛下短時工作溫度甚至可以達到3000℃。

鎢錸熱電偶絲測溫的基本原理是利用賽貝克效應,即金屬中的電子由於溫度梯度的存在,會導致費米能級附近傳導電子的動能和平均自由程的變化,由此引起一端的自由電子向另一端擴散的趨勢,這時就產生了電動勢,即熱電動勢。鎢錸熱電偶絲就是用兩種不同成分的導體組成閉合電路,當回路的兩端存在溫度梯度時,回路中就會由熱電動勢而產生電流,通過測量熱電動勢或者電流就可以間接得到熱電偶所測物體或環境的溫度。熱電偶中由兩種不同成分的均質導體作為熱電極,探測高溫的一端為工作端,溫度較低的一端為自由端,自由端通常處於某個恒定的溫度下。不同的材料之間產生的熱電動勢不同,根據熱電動勢與溫度的函數關係,便可製成不同材料熱電偶的分度表,分度表通常是自由端恒定在0℃的條件下測得的。當熱電偶回路中接入第三種金屬材料時,只要該材料兩個接點的溫度與熱電偶相同,熱電偶產生的熱電勢將保持不變,即此時不會受到第三種金屬接入回路的影響。

因此,在鎢錸熱電偶絲測溫時,可接入儀錶測量熱電偶的熱電動勢,由此得到被測介質的溫度。

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鎢錸熱電偶絲抗氧化-密封保護法

鎢錸熱電偶絲作為一種性能優良的高溫測量用感測器,具有高熔點、高強度、測溫範圍廣(0-2800℃)以及熱電勢值和熱電勢率大等優點,已在冶金、石油化工、航空航太領域得到了應用。由於貴金屬資源的匱乏和價格暴漲以及鎢錸熱電偶絲性能的逐漸提高和完善,在高溫測量領域,鎢錸熱電偶絲佔據的地位已越來越重要,發展前景十分廣泛。

然而,鎢錸熱電偶絲還存在著一定的缺點,其最大的缺點是在高溫氧化性氣氛中易氧化,限制了它的應用範圍。如果採取防氧化措施克服它的缺點,就可以大大拓展它的應用範圍,從而在眾多領域代替價格昂貴的鉑銠熱電偶。以下介紹鎢錸熱電偶絲抗氧化的方法-密封保護法。

密封保護法是一種較為成熟的鎢錸熱電偶絲抗氧化的方法。主要是通過使用附著性、固化性、密封性良好的多層封料對鎢錸熱電偶絲進行密封,並塗覆析氫塗料,該塗料具有在高溫下(>800℃)分解氫、低溫下(<400℃)吸附氫的作用,高溫分解後的塗料還具有吸附氧、一氧化碳、二氧化碳及氮氣等能力,利用塗層的這一特性,將其置於剛玉管中密封,使鎢錸熱電偶絲高溫工作時處於純淨的氫氣保護下,取得良好的抗氧化效果,為其提高壽命提供了可靠的保證。

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鎢錸熱電偶絲特點

隨著現代科學技術的不斷進步,試驗和研究中所用的探測技術也越來越精密和深入。而探測技術的發展又依賴於感測器性能的提高,所以說感測器的發展在一定程度上也影響著科技的發展。鎢錸熱電偶絲作為感測器,在其使用領域內深受親睞,以下介紹鎢錸熱電偶絲特點:

鎢錸熱電偶絲熔點很高(3300℃),強度大;蒸汽壓低,但極易氧化;在非氧化性氣氛中化學穩定性好,在惰性氣體中短時間工作溫度甚至可以達到3000℃;熱電勢絕對值是鉑銠熱電偶的2-3倍;其測量精度高:鎢錸熱電偶絲與被測物件直接接觸,不受中間介質的影響;熱回應快:鎢錸熱電偶絲與被測介質直接接觸,對溫度變化反應靈敏;測溫性能可靠,機械強度好,使用壽命長,安裝方便。

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硬質合金球研磨工藝參數的選擇

在硬質合金球的研磨過程中,有很多因素會影響球體加工的品質和效率,包括球坯材料、磨料、研磨壓力、研磨盤轉速、以及加工過程中研磨球的放置等。加工過程中主要控制的工藝參數為加工載荷、研磨盤轉速、磨料粒度三個因素。

硬質合金球的研磨過程中,研磨壓力應適中,一般略微超過待加工球無打滑運動的靜摩擦所需的壓力即可。因為研磨壓力太小,不易形成較好的接觸圓弧,盤溝不能對球形成有效的約束,硬質合金球打滑,運動無規則,造成線狀燒傷,磨削效率低,加工球的球度誤差較大。過高的研磨壓力則嚴重破壞了球表面吸附精研液所形成的適宜潤滑膜,影響了球的運動靈活性,造成表面品質惡化,同時也使磨盤失去磨削的尺寸選擇性,研磨球的表面粗糙度和球度誤差都比較大。同時,研磨盤轉速也應該選擇適當,研磨盤轉速太高,機床振動加大,加工球的表面粗糙度和球度誤差較大。研磨盤轉速太低,球的自轉不充分,加工球的球度誤差較大。


硬質合金球


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硬質合金球研磨-磨料的選擇

研磨硬質合金球與研磨鋼球選擇的磨料不同,研磨硬質合金球一般選擇碳化硼和綠碳化矽作磨料。

碳化硼是最硬的人造材料之一,屬六方晶系,呈黑色金屬光澤,在電爐中用碳素材料還原硼酸制得。其硬度僅次於金鋼石和立方氮化硼,具有品質輕、半導體物性、研磨效率高、與強酸強鹼不起反應等特點。碳化硼作為研磨硬質合金球的磨料,可以用於硬質合金球的磨削、研磨及拋光。目前我國工業生產的碳化矽分為黑色碳化矽和綠色碳化矽兩種,均為六方晶體,比重為3.20~3.25。黑碳化矽是以石英砂,石油焦和優質矽石為主要原料,通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介於剛玉和金剛石之間,機械強度高於剛玉,脆而鋒利。綠碳化矽是以石油焦和優質矽石為主要原料,添加食鹽作為添加劑,通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度也是介於剛玉和金剛石之間,機械強度高於剛玉。其中,綠碳化矽含SiC97%以上,主要用作研磨硬質合金工具的磨料。


硬質合金球


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硬質合金球研磨-精研液的表面活性劑

研磨主要是靠碳化硼或綠碳化矽等磨料的微粉或磨粒起作用,精研液起輔助磨削作用,微粉或磨料在精研液表面活性劑等的作用下,有效、均勻和緊密地吸附在硬質合金球的表面,不斷滴流的精研液使球表面保持濕潤,並在表面形成一層薄膜,保證硬質合金球在研磨時的正常公轉和自轉,同時又使微粉充分地起作用。

表面活性劑是指具有固定的親水親油基團,在溶液的表面能定向排列,並能使表面張力顯著下降的物質。有疏水基、親水基兩類,而水劑精研液選擇的是親水基表面活性劑,主要有工業潤滑劑,防銹劑,乳化劑。乳化劑的作用是當它分散在球體的表面時,可形成薄膜或雙電層,可使分散相帶有電荷,這樣就能阻止分散相的小液滴互相凝結,使形成的乳濁液比較穩定。親水親油平衡值低表示乳化劑的親油性強,易形成油包水型體系;親水親油平衡值值高則表示親水性強,易形成水包油型體系。


硬質合金球


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漁墜

漁墜的作用主要是憑藉釣者的投擲力量帶動餌鉤遠投,並將其固定在欲釣水域的某個水深層次。主要品種有海竿墜、手竿墜和拋砣法重墜。

(一)海竿墜

分活墜和死墜。前者中心部為線條狀空心,拴線後可自由滑動,多與各式集團鉤搭配,鉤在前,墜在後。死墜則無空心,尾部有易拴線的金屬環,墜在前,鉤在後。各式誘魚器,多屬死墜。

(二)手竿墜

全為死墜。根據漁漂浮力配重的墜,多為0.5~2克。有些特殊釣法——戳孔、釣拱、近岸釣鯰魚等,都不使用漁墜。
我國習慣釣法,多用綠豆粒大的鉛墜,夾在魚鉤上方5~7釐米處,可單鉤釣,也可雙鉤釣。臺灣地區,多用立柱形兩頭帶金屬環的鉛墜。根據漁漂浮力,在兩環中間立柱上增減鉛皮(用牙膏皮也行),直至與漂墜搭配適當。

(三)拋砣法重墜

與海竿墜大同小異,只是重量應加大,以便拋砣時能形成較大離心力和慣性力。為此,一般都選用80~120克的重墜。拴墜時,可在墜與主線之間加一個能轉動的聯接器,這樣不僅拆卸方便,而且可使擰扭的漁線自動回復。

漁墜


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鎢錸熱電偶絲應用領域-石油化工

鎢錸熱電偶絲作為一種性能優良的高溫測量用感測器,具有高熔點、高強度、測溫範圍廣以及熱電勢值和熱電勢率大等優點,除此之外,具有良好的電性能及延展性和加工性。鎢錸熱電偶絲再石油化工領域的應用也十分廣泛。

眾所周知,重油氣化爐爐溫的測溫與控制是油氣化生產過程正常以否的關鍵,如何正確、可靠測量氣化爐的爐溫是確保油氣化安全生產安全,確保高產的關鍵,重油氣化的有效氣體主要是氫氣和一氧化碳,當採用鉑銠熱電偶進行溫度測量時,很容易受到氫氣的浸蝕,而用鎢錸熱電偶絲進行爐溫測量既可有效提高熱電偶的使用壽命,同時具有精確度高,價格便宜和耐高溫等特點,大大節約了生產成本。

我國煤炭資源豐富,煤氣化工程建設得到了國家政策的大力支持,煤氣化爐的 測量採用鎢錸熱電偶絲具有與重油氣化爐和煤氣化爐測溫同樣的優點,因此,隨著重油氣化和煤氣化技術的發展,鎢錸熱電偶絲測溫技術在該領域也會得到極大的發展。

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鎢錸熱電偶絲應用領域-冶金

我國鎢和錸資源較為豐富,而貴金屬資源相對匱乏和價格昂貴,且大部分依賴進口。採用鎢錸熱電偶絲代替貴金屬熱電偶,符合我國對資源的合理分配和應用,技術上也切實可行。我們相信在未來的高溫測量領域,鎢錸熱電偶絲的應用會越來越廣泛。以下介紹鎢錸熱電偶絲的應用領域-冶金。

鎢錸熱電偶絲在冶金行業主要用於冶金氣氛爐、金屬冶煉、軋鋼等關鍵工序的溫度測量,具有價格低廉,性能優良等特點,尤其在鋼水測溫用快速熱電偶中具有明顯的優勢。實用資料與分析表明,鎢錸熱電偶絲的技術特性、測成率、不確定度等方面完全可與鉑銠系列的產品相媲美,在實用方面逐步替代鉑銠系列熱電偶已成必然,這對於提高金屬冶煉品質、降低廢品率等有著顯著地經濟效益。隨著,鎢錸熱電偶絲生產工藝的不斷改進,產品性能的不斷提高以及產品數量的擴大,在冶金領域的用量也會越來越大。

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鎢錸熱電偶絲熱電動勢率

鎢錸熱電偶絲作為一種性能優良的高溫測量用感測器,具有高熔點、高強度、測溫範圍廣以及熱電勢值和熱電勢率大等優點,已在冶金、石油化工、航空航太領域得到了應用。鎢錸熱電偶絲在使用的過程中,所需要的熱電動勢率也不盡相同,以下介紹鎢錸熱電偶絲熱電動勢率。

溫度 ℃

S,μV/℃

溫度 ℃

S,μV/℃

WRe3-WRe25

WRe5-WRe26

WRe3-WRe25

WRe5-WRe26

0 9.59 13.41 1200 19.15 17.25
100 13.16 15.54 1300 18.67 16.65
200 15.84 17.15 1400 18.17 16.04
300 17.74 18.28 1500 17.65 15.44
400 19.03 19.01 1600 17.11 14.83
500 19.86 19.44 1700 16.51 14.22
600 20.28 19.54 1800 15.84 13.59
700 20.42 19.45 1900 15.05 12.92
800 20.49 19.22 2000 14.11 12.19
900 20.32 18.85 2100 12.96 11.38
1000 20.01 18.37 2200 11.52 10.44
1100 19.60 17.83 2300 9.72 9.34


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