工業熱電偶的應用
　　
　　導讀：在陶瓷生產中熱電偶是熱工監測與測試的計量工具，發揮著重要的作用。在當前各類陶瓷制品的生產工藝流程中，檢測技術及其用具越來越重要，尤其在對各種產品與構件進行無損擦傷、測量與計量方面，陶瓷熱電偶作用功不...在陶瓷生產中熱電偶是熱工監測與測試的計量工具，發揮著重要的作用。在當前各類陶瓷制品的生產工藝流程中，檢測技術及其用具越來越重要，尤其在對各種產品與構件進行無損擦傷、測量與計量方面，陶瓷熱電偶作用功不可沒，對于提高陶瓷制品的質量與企業的經濟效益是*的。
　　
　　熱電偶工作原理是將兩種不同的導體與半導體連接成閉合回路，再將其兩個接點分別置于溫度各為Ｔ及Ｔ０的熱源中，則在該回路內即可產生熱電動勢，亦稱熱電勢，這種現象叫做熱電效應。而溫差電勢則是在同一導體的兩端因其溫度不同而產生的一種熱電勢。由于高溫端（Ｔ）的電子能量比低溫端的電子能量大，因而從高溫端跑到低溫端的電子數比從低溫端跑到高溫端的要多，其結果是高溫端失去電子而帶正電荷，低溫端因得到電子而帶負電荷，從而形成一個靜電場。這樣在導體兩端便產生一個相應的電位差即溫差電勢。這樣在熱電偶回路中接入第三種材料的導線，只要第三種導線兩端溫度相同，則第三種導線引入不會影響熱電偶的電動勢。根據此性質，在回路中引入各種儀表、連接導線等，不用擔心對熱電偶的影響，所以也可采用焊接法制成熱電偶。目前報紙廣告中數字顯示熱電偶正在成為主流。
　　
　　陶瓷熱電偶的種類。有鉑銠—鉑熱電偶、鎳鉻一鎳硅熱電偶、鎳鉻—考銅熱電偶等種類。
　　
　　１鉑銠—鉑熱電偶：系采用珍貴稀有金屬材料制成，由直徑０．５ｍｍ的純鉑絲和相同直徑的鉑銠絲（鉑９０％與銠１０％）制成，以符號ＬＢ表示。符號ＷＲ系指熱電偶。在ＬＢ熱電偶中鉑銠絲為正極，純鉑絲為負極。此種熱電偶可在１３００℃以下范圍長時間使用，在良好的使用環境中可短期測量１６００℃的高溫。由于化工的發展，容易得到高純度的鉑和鉑銠材料，因此ＬＢ熱電偶的制作精度與測量準確度高，可用于精密溫度測量與作基準熱電偶使用。鉑銠—鉑熱電偶是陶瓷工業燒成中zui常用的測溫用具，一般可用于建筑衛生陶瓷、日用陶瓷及美術陶瓷產品生產。ＬＢ熱電偶在氧化性或中性介質中具有較高的物理化學穩定性。其主要不足在于熱電勢較弱。在高溫燒成環境中易受還原氣體所發出的蒸氣和金屬蒸氣的侵害而變質。近年來采用高鋁瓷套管及碳化硅套管改變熱電偶保護材質，可有效抵制有害氣體的腐蝕，延長使用壽命。由于ＬＢ熱電偶系貴稀金屬材料制作，故產品成本很高，需要使用中給予悉心照護。其售價標準根據其長度大小而定，隨著新型窯爐大量采用*窯襯材料、窯墻變薄，熱電偶的長度亦有縮短趨勢。通常長度３０ｃｍ～６０ｃｍ的ＬＢ熱電偶，售價在１２００元—５０００元之間。
　　
　　２鎳鉻一鎳硅熱電偶：由鎳鉻與鎳硅制成，采用符號ＥＵ表示。熱電偶絲直徑一般為１．２～２．５ｍｍ。鎳鉻為正極，鎳硅為負極。ＥＵ熱電偶化學穩定性高，可以在氧化性或中性介質中長時間地測量９００℃以下的溫度，短期測量可達１２００℃。若使用于還原性介質中，則會很快地受到腐蝕，只能用于測量５００℃以下的溫度。ＥＵ熱電偶具有復制性好，產生熱電勢大、線性好，價格便宜等優點。它的測量精度稍偏低些，但也能夠*于陶瓷工業的測量要求。尤其是在低溫陶瓷彩燒、低溫陶瓷烤花及半成品干燥方面，可成為常用的一種熱電偶。目前，我國已開始以鎳硅材料代替鎳鋁合金材料。采用新材料制成的熱電偶，在抗氧化及熱電勢穩定性方面都有很大提高，不過其材質較脆且焊接性能與抗輻射性能差。由于兩種熱電偶的熱電性能幾乎一致。故原先的鎳鉻—鎳鉻熱電偶逐漸為鎳鉻—鎳硅熱電偶所取代。
　　
　　３鎳鉻—考銅熱電偶：由鎳鉻材料與鎳、銅合金材料組成，采用符號ＥＡ表示。熱電偶絲的直徑一般為１．２ｍｍ～２ｍｍ，鎳鉻為正極，考銅為負極。適用于還原性或中性介質，長期使用溫度不能超過６００℃，短期測量可達８００℃。ＥＡ熱電偶的特點是熱電靈敏度高，價格便宜，不過其測溫范圍低且狹窄，考銅合金絲容易因受氧化而變質。更由于材料的質地堅硬而不易得到均勻的線徑。此種類型的熱電偶可以使用于陶瓷坯體烘干器、陶瓷換熱器等場所，以便獲得較的溫度參數，提高干燥與節能等效果。
　　
　　４鉑銠３０—鉑銠６熱電偶：是以鉑銠３０絲（其中鉑７０％，銠３０％）為正極、鉑銠６絲（鉑含量９４％，銠６％）為負極。它可以長期用于測量高溫達１６００℃的溫度，短期可測量１８００℃超高溫度。ＬＬ熱電偶性能穩定、精度高，適用于氧化性及中性介質中使用。但它產生的熱電勢小，且價格昂貴。目前，特種陶瓷尤其是高溫結構陶瓷產品的燒成（如氧化鋯陶瓷、９９氧化鋁陶瓷）溫度均高達１６００℃～１８００℃范圍，采用ＬＬ熱電偶是*可行的。隨著特種陶瓷產品系列的擴展，各種適用于高溫及超高溫窯爐燒成的陶瓷熱電偶會獲得更大的用途。
　　
　　常規熱電偶在陶瓷生產中的用途不斷擴大的同時，具有更佳功能的特殊熱電偶產品不斷問世。如鎢錸系熱電偶，它是一種較好的超高溫熱電偶材料，其zui高使用溫度受絕緣材料限制，一般可達到２４００℃的使用條件。如在真空中以裸線測量時可用到更高溫度。目前，我國生產的鎢錸熱電偶，它以鎢錸５為正極、鎢錸２０作負極。使用范圍為３００℃～２０００℃，分度精度可達±１％。目前，上某些氮化硅陶瓷燒結溫度已達到１８００℃以上，采用鎢錸熱電偶進行測溫是*可行的。此外適用超導陶瓷生產使用的金鐵—鎳鉻低溫熱電偶，快速反應薄膜熱電偶及非金屬熱電偶材料，由于具備各種優點和價格低廉、資源豐富，均獲得可喜的進展。