贵金属热电偶丝热电均匀性能研究

　　技术的创新、用户个性化的需求、市场竞争的加剧、优质的产品服务、低成本的商业化生产无一不对贵金属热电偶生产商提出更高的要求。作为国内生产贵金属热电偶的骨干企业-重庆仪表材料研究所成功研发出贵金属热电偶丝热电性能均匀化生产技术,并实现低成本商业化生产。其核心内容有二:贵金属热电偶丝热电性能均匀化熔铸技术和检测控制技术。熔铸技术直接决定材料的成分均匀性、组织、成材率,材料成分的均匀性直接决定热电偶丝热电均匀性能。

　　优良的熔铸技术能有效提高产品的热电均匀性能,即便如此,由于铂、铑原料成分、熔点、比重差异,材料成分偏析在所难免,成分的不均匀导致热电偶丝热电势值(EMF)的上下波动,波动幅度在标准规定范围内是合格产品,一旦超过标准规定范围,即为不合格产品(详见GB3772—1998, GB1958—1998,GB2902—1998)。这样,能否对热电偶丝整个长度范围(几百米~几千米)热电势值波动幅度参数(ΔEMF)进行测量,再进行量化评估就显得至关重要。

　　目前,一般生产厂家通行的做法是:在一根偶丝头、尾连续取样,然后配对测试EMF,再评估。这种方法有缺点:实验是破坏性的,样品被剪断,经检测后再无使用价值;检测数据来源于偶丝一小部分,大部分偶丝EMF数据无法采集,用这样的数据去诠释整根偶丝的热电性能,显然有以点带面、有失公允之嫌;而要想得到全部EMF数据,整根偶丝需全部破坏,又得不偿失。

　　重庆仪表材料研究所自主研发的贵金属热电偶丝热电均匀性能检测控制技术可以对热电偶丝整个长度范围热电势值波动幅度参数(EMF)进行有效测量和量化评估,这是一种非破坏性检测控制技术。然后根据用户需求将二极偶丝选择配对,严格确保产品在整个长度范围内符合客户精度要求,准确保证产品质量。

　　1　检测控制方法

　　图1是本检测控制技术装置原理图。具体做法是:被检偶丝由左至右,在检测单元处选择偶丝上任意点,在一定温度下与标准样品比对,得到配对电势值。重复以上步骤,可以获得偶丝从头至尾各点与标准样品的一组配对电势值。这组数据实为单极偶丝从头至尾各点之间的热电势值高低分布值(EMF),将其自动描绘出折线图,可以直观看出偶丝整个长度范围内EMF上下波动情况,确定出ΔEMF和ΔEMFmax,完成对单极偶丝热电均匀性的量化评估。

　　热电偶的两极经过以上检测后,分别对点选取PR30、PR6曲线上EMFmax、EMFmin,高低交叉配对,按照标准GB3772—1998,或GB1958—1998,或GB2902—1998,或GB/T18034—2000检测出热电偶丝EMFmax、EMFmin。最后根据以上评估数据和用户精度等级需求,分段选取两极偶丝配对成最终产品并提供给用户(见图2)。