Как определить, вышли ли из строя термопары типа B и типа J

Определение неисправности термопар типов B и J требует комплексной оценки с учетом свойств их материалов, условий эксплуатации и методов испытаний. Как правило, отказ термопар типа B проявляется в первую очередь высоким-температурным дрейфом, загрязнением и охрупчиванием, а также слабым сигналом, тогда как отказ термопар типа J обычно проявляется в окислительных разрушениях, коррозионных коротких замыканиях и аномальном термоэлектрическом потенциале. Ниже приводится систематический метод оценки:

I. Внешний вид и проверка конструкции

1. Термопары типа B (платина-родий 30-платина-родий 6)

Состояние защитной трубки. Осмотрите защитную трубку из корунда или оксида алюминия высокой-чистоты на предмет трещин, перфорации или напыления, особенно в печах с частыми колебаниями температуры, где термическое напряжение может легко привести к поломке.

Наблюдение за проволокой: если защитная трубка повреждена, откройте ее и посмотрите, не стала ли двойная платина-родиевая проволока хрупкой, почерневшей или на ней появились «рябые» загрязнения, указывающие на воздействие паров металла или отложений углерода.

Проверка шлюза: проверьте, не окислены ли и не почернели ли клеммы, не состарился ли изоляционный слой кабеля и не отсоединились ли паяные соединения.

2. Термопара типа J (железный-константан)

Окисление железного положительного электрода. Внимательно проверьте, не раскален ли железный положительный электрод-, не заржавел ли он и не стал ли он хрупким, особенно после длительного использования при температуре выше 500 градусов, так как он склонен к окислению и поломке.

Коррозия константанового отрицательного электрода. Во влажной или -серосодержащей среде константан (медно-никелевый сплав) легко подвергается коррозии, что проявляется в виде зеленоватой поверхности или образования пузырей.

Клеммы: проверьте, нет ли проникновения влаги, которая может вызвать коррозию или короткое замыкание на клеммах.

Примечание. Термопары типа J работают лучше, чем другие термопары из недрагоценных металлов в восстановительных атмосферах, но если обнаружена нестабильность сигнала, в первую очередь следует проверить окисление железного электрода.

II. Тестирование электрических характеристик

1. Проверка целостности цепи (диапазон мультиметра-омметра)

Отключите счетчик и измерьте сопротивление между двумя клеммами:

Нормальное значение: термопары типа B и типа J должны иметь сопротивление от нескольких до десятков Ом (в зависимости от длины и диаметра провода);

Разомкнутая цепь: бесконечное сопротивление → провод термопары сломан, требуется замена;

Короткое замыкание: Сопротивление близко к 0 Ом → Внутреннее короткое замыкание или влага, требуется просушка или замена.

Примечание. Термопары типа B имеют слабый сигнал и более подвержены плохой проводке. Убедитесь, что клеммы надежно закреплены.

2. Измерение термоэлектрического потенциала (метод милливольтметра).

С помощью высокоточного-милливольтметра измерьте выходную мощность холодного спая и сравните ее с калибровочной таблицей:

Тип B: Теоретический термоэлектрический потенциал при 1000 градусах составляет примерно 4,8 мВ. Если измеренное значение отклоняется более чем на ±0,1 мВ, возможно, он устарел или загрязнен.

Тип J: теоретическое значение составляет примерно 5,0 мВ при 100 градусах. Если оно ниже 4,5 мВ, это указывает на то, что провод термопары изношен или сильно окислен.

Рекомендация: поместите испытуемую термопару и новую термопару той же модели одновременно в источник постоянной температуры (например, масляную ванну) и сравните разницу выходных сигналов, чтобы определить, неисправна ли она.

III. Проверка фактического измерения температуры

1. Сравнение окружающей среды с постоянной температурой

Вставьте термопару в источник постоянной температуры с известной температурой (например, кипящую воду при 100 градусах или масляную баню при 300 градусах) и сравните ее со стандартным платиновым термометром сопротивления:

Если разница температур превышает диапазон класса точности (Тип B ±0,25%t, Тип J ±2,5 градуса) и ошибки проводки исключены, можно определить, что он неисправен.

2. Испытание на динамический нагрев

Медленно нагрейте и запишите изменение термоэлектрического потенциала:

Если сигнал не меняется или колеблется во время нагрева → плохой внутренний контакт;

Если после охлаждения он не может вернуться к нулю → в проводе термопары произошел необратимый отжиг или окисление.

IV. Характеристики отказов в особых сценариях

Стол	Сценарий	Характеристики отказа термопары типа B	Характеристики отказа термопары типа J
Высокая-среда окисления	Долгосрочная-стабильность, но если защитная трубка выйдет из строя, провод термопары легко загрязнится и станет хрупким.	Железный катод быстро окисляется, и срок службы резко снижается при температуре выше 500 градусов.
Восстановительная атмосфера (H₂, CO)	Склонен к «охрупчиванию платины», в результате чего проволока термопары становится хрупкой и ломается.	Можно использовать нормально, это его выгодный сценарий.
Серосодержащая-среда/влажная среда	Чувствителен к загрязнениям, легко образует эвтектику с низкой-точкой плавления-.	Константан легко подвергается коррозии, что приводит к дрейфу сигнала или коротким замыканиям.
Частая термическая езда на велосипеде	Термическое напряжение приводит к растрескиванию защитной трубки, обнажая провод термопары.	Высокая механическая прочность и сильная виброустойчивость.

Рекомендация. Тип B подходит для чистых-сред с высокими температурами; Тип J подходит для средних- и низких-промышленных объектов, но следует избегать высоко-окружающих сред окисления и сульфидейшн.