[其他]抗氧化組裝鎢錸系熱電偶

無效

• 申請號: 85204630
• 申請日: 1985-11-05
• 公開（公告）號: CN85204630U
• 公開（公告）日: 1986-08-27
• 發明（設計）人: 龐鳳榮;郭長海;崔祖年
• 申請（專利權）人: 龐鳳榮;郭長海;崔祖年
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于耐高溫的測溫元件。

眾所周知，本世紀在測溫技術中出現了鎢錸系熱電偶，它在問世以來顯示了很大的優點。例如：它熔點高，高溫強度大，抗腐蝕性好，熱電勢大；與鉑銠系熱電偶相比，它成本低，壽命高，溫度適應范圍寬。因此大有將鉑銠系熱電偶取代之勢。但目前還存在很多棘手的問題，限制了它的發展和推廣。其重要問題之一是抗氧化問題。鎢錸系熱電偶能適應高溫，裸絲可在2600℃的高真空、氫、氬等保護性氣氛的反應器、渦輪發動機的燃燒室、“阿波羅”11號飛船的熱屏蔽效果下測溫。組裝的鎢錸系電偶因套管受耐溫的限制，只能在1100～1800℃的真空爐、氫氣、惰性氣氛爐測溫，而幾乎不能在相同溫域的高溫空氣、氧化性氣氛中工作。據調查知，為解決抗氧化問題，已有技術中多采用了保護涂層的方法，如用碳化物，氮化物，硼化物，硅化物，金屬間化合物等，均因熱膨脹系數等物理性能難以與鎢錸偶絲相符，在循環升降測溫時，易出現裂紋而使保護失敗。另外，隨著四化建設的推進，我國的鋼鐵冶金，鑄造，化工，電子，有色金屬，玻璃，陶瓷，水泥等工業正迅速發展，這些行業中大量地使用著昂貴的鉑銠系熱電偶，耗費極大，強烈地要求以物美價廉的新型測溫元件去代替之。

本設計的目的是為解決鎢錸系熱電偶抗氧化問題，采用在組裝內部加裝抗氧化套或保護涂層的辦法，使鎢錸電偶的使用范圍不受限制，提高壽命，節約昂貴的金屬鉑，降低測溫費用，充分發揮鎢錸電偶的優點，逐步替代鉑銠系熱電偶。

本實用新型采取在普通組裝鎢錸熱電偶中裝有鋯、鈦分析純氫化物（ZrH₂、TiH₂）的抗氧化套或敷以抗氧化涂層，并加密封而制成的。鋯、鈦等氫化物具有在400℃以下時吸附氫，在800℃以上時釋放氫的特點。鋯的熔點1865℃，沸點3650℃，它具有在高溫下吸附氧、氮、一氧化碳、二氧化碳的作用。這樣，在高溫狀態下密封組裝的鎢錸偶絲的周圍空間主要是干燥的氫氣，即形成了它所要求的理想的環境條件。在已有經驗中證明在氫氣氛中，鎢錸偶絲于1400℃～1500℃工作幾個月，其測溫誤差僅±5℃。本設計的組裝鎢錸系熱電偶在1100～1800℃高溫空氣、氧化性氣氛中已累積工作400小時以上，尚未損壞。這已說明它能在相當廣的范圍內替代鉑銠系熱電偶。

解決了抗氧化問題就為鎢錸系熱電偶的使用開拓了廣闊天地。在測溫技術中采用本設計的鎢錸系熱電偶與已有技術中的鎢錸偶及鉑銠偶相比顯示了以下優點：①采用組裝帶抗氧化套或帶抗氧化涂層的鎢錸系熱電偶，解決了抗氧化問題，克服了只能在保護性氣氛和惰性氣體中工作的要求，而能在高溫空氣或氧化性氣氛中使用，開擴了使用范圍，創造了代替鉑銠系熱電偶的前提條件。②與鉑銠電偶相比具有較高的工作壽命，本設計產品經上百次循環使用，累積工時超過400小時，尚未損壞。③與鉑銠電偶相比它的成本很低，兩者相差十幾倍，據河南陜縣化肥廠報導，該廠使用鉑銠系熱電偶測溫年費需十萬元，而改用鎢錸電偶則僅需幾千元。

圖1、圖2、圖3是本設計三個實施例的結構圖。圖1是最佳方案。其中（1）一套管，可采用GB2935－82剛玉質的（CT－1）或非標金屬陶瓷質的；（2）－偶絲的焊接點；（3）－剛玉質絕緣管，其規格與偶絲直徑匹配；（5）、（6）－低溫端密封，可用硬料（石膏或耐溫混合料）或軟料（耐溫密封膠泥或應變膠泥），對密封要求不高，兩者都可在普通室溫環境下拆封，并能重裝抗氧化套或重新敷涂層；（7）－偶絲；（8）、（9）－定位卡環，用鎢錸偶絲制成。（4）、（4′）、（4″）是內容相同在三種實施例中不同作法的形式。（4）－鋯、鈦等分析純氫化物（ZrH₂、TiH₂）制成的抗氧化套，形狀為兩端開口的薄壁管，它是由鋯、鈦分析純氫化物、粘接劑（阿拉伯樹膠）、稀釋劑（二甲苯）等混合料壓制成的，裝配前須經150℃±10℃烘烤5小時，以除凈水份，它的長度、厚度依組裝空間而定。測溫時應放置在處于800℃以上的溫域中。在圖2、圖3中（4′）、（4″）－－抗氧化涂層，它們都是用與（4）相同的抗氧化混合料稍加稀釋，（4′）是涂在絕緣管上，（4″）是涂在套管的內壁上，其涂層的厚度和長度與第一種實施例的要求相同。