鉑銠熱電偶測(cè)溫的影響

摘要:鉑銠熱電偶具有優(yōu)良的測(cè)溫性能。綜述了熱電偶的制作和使用過(guò)程中影響測(cè)溫正確性的主要因素。在生產(chǎn)過(guò)程中要保證原料的純度，避免雜質(zhì)污染，控制熱電偶不均與熱電勢(shì);熔煉過(guò)程中，合理的澆鑄溫度、設(shè)備和工藝條件能降低熱電勢(shì)的不均勻性。熱電偶使用前應(yīng)充分退火，消除其加工應(yīng)力產(chǎn)生的晶格畸變;良好的使用環(huán)境和必要的遊潮保存條件能延長(zhǎng)熱電偶使用壽命.
　　隨著測(cè)溫技術(shù)的發(fā)展，測(cè)量?jī)x器和測(cè)量系統(tǒng)性能的不斷提升，對(duì)測(cè)溫精度、精度的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。熱電偶在測(cè)溫時(shí)可直接把溫度量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量，特別適用于溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制，已被廣泛應(yīng)用于-200~2500℃的氣體、液體和蒸汽等介質(zhì)溫度。在大范圍溫度測(cè)量中，熱電偶因其體積小、靈敏度高、輸出信號(hào)穩(wěn)定，已被廣泛應(yīng)用于電廠、生產(chǎn)企業(yè)、科研院所等部門(mén)行業(yè)。
　　熱電偶在使用過(guò)程中以熱電勢(shì)(ElectromotiveForce,EMF)的形式顯示在測(cè)量?jī)x表中，進(jìn)一步根據(jù)溫度-熱電勢(shì)關(guān)系曲線轉(zhuǎn)換為被測(cè)量溫度。由于電勢(shì)的產(chǎn)生是熱傳遞引起的，所以稱為熱電勢(shì)。熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)是熱電偶測(cè)溫的主要體現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)級(jí)熱電偶的生產(chǎn)非常困難，工業(yè)熱電偶的質(zhì)量穩(wěn)定性控制也需加強(qiáng)，分析了熱電偶在生產(chǎn)和使用過(guò)程中可能對(duì)熱電勢(shì)產(chǎn)生影響的因素，以對(duì)提高熱電偶的測(cè)溫正確性和延長(zhǎng)熱電偶的使用壽命提供參考。
1熱電偶的種類及特點(diǎn)
　　熱電偶根據(jù)不同使用方式,可分為普通熱電偶、鎧裝熱電偶、裝配式熱電偶、薄膜熱電偶等類型:按其材料組成，熱電偶又可以分為廉金屬熱電偶和貴金屬熱電偶。釘、銠、鈀、鋨、銥、鉑、金和銀8種元素稱為貴金屬，由貴金屬及其合金組成的熱電偶稱為貴金屬熱電偶。貴金屬熱電偶有鉑/鉑-銠熱電偶，這類熱電偶主要使用的材料為鉑和鉑銠合金，如S型熱電偶，其構(gòu)成為PtPt-10Rh;R型熱電偶，其構(gòu)成為Pt/Pt-13Rh;B型熱電偶，其構(gòu)成為Pt-6Rh/Pt-30Rh;貴金屬熱電偶還有鉑合金/金合金、鈀合金熱電偶，這類熱電偶主要使用材料為鉑合金、金合金和鈀合金，如Au-40PdPt-10Rh;Pt-10Rh/Au-10Pt-10Pd等熱電偶:此外，貴金屬熱電偶還有一些非標(biāo)準(zhǔn)型鉑族金屬及其合金組成的熱.電偶，如Pd/Pt-15Ir、Ir/r-10Rh等。除貴金屬以外.的熱電偶稱為廉金屬熱電偶。
1.1廉金屬熱電偶
　　廉金屬熱電偶也稱為賤金屬熱電偶，其組成材料的熔點(diǎn)較低，多用于低溫場(chǎng)所的測(cè)量。工業(yè)中使用較為廣泛的廉金屬熱電偶經(jīng)過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的有鎳鉻銅鎳熱電偶(E型)、鐵-銅鎳熱電偶(J型)、鎳鉻-鎳硅熱電偶(K型)、銅-銅鎳熱電偶T型)和鎳鉻硅-鎳硅鎂型熱電偶(N型)等幾種類型。其中E型熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)最大、靈敏度高，可在氧化、惰性氣氛中連續(xù)使用，使用溫度0~800℃:J型熱電偶能夠耐氫氣及一氧化碳?xì)怏w腐蝕，既可用于氧化性氣氛(使用溫度不大于750℃)，也可用于還原性氣氛(使用溫度不大于950℃)，多用于化工及煉油:K型熱電偶是所有廉價(jià)熱電偶中使用最為廣泛的熱電偶，其抗氧化能力強(qiáng)，宜在惰性、氧化性氣氛下連縷使用，長(zhǎng)期使用溫度1100℃，短期使用溫度1200C;T型熱電偶通常用于300℃以下的測(cè)溫場(chǎng)合，是所有廉金屬熱電偶中精度等級(jí)高的熱電偶:N型熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)的短期熱循環(huán)的復(fù)現(xiàn)性及長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，耐低溫性能及耐核輻射性能也好，1300℃下高溫抗氧化能力強(qiáng)，能夠部分代替S型熱電偶。除.上述幾種廉金屬熱電偶外，還有一些難熔金屬熱電偶，這類熱電偶大部分由鎢、鉬、錸或它們的合金組成，這類熱電偶具有測(cè)溫上限高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但因其熔點(diǎn)高這一特性，所以制備工藝較為復(fù)雜。另外，還有一些特殊的熱電偶，其主要由具有高熔點(diǎn)、穩(wěn)定性的碳化物、硼化物、硅化物、氮化物等組合而成，這種類型的熱電偶常用于特別高的溫度測(cè)量，以及一些特殊場(chǎng)合的測(cè)溫。熱電偶的制備工藝成熟、種類繁多，成品熱電偶的大小、體積和形狀各異。用戶可以根據(jù)使用環(huán)境和特定的要求，采取不同的安裝方法和保護(hù)管材料，以便選擇合適的熱電偶。
1.2貴金屬熱電偶
　　貴金屬熱電偶與廉金屬熱電偶相比具有測(cè)溫精度高，穩(wěn)定性好、測(cè)溫溫區(qū)寬、使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。因其物理、化學(xué)性能良好，高溫下抗氧化性強(qiáng)及熱電勢(shì)穩(wěn)定性好，多用于一些精密測(cè)溫的領(lǐng)域，一些特殊的貴金屬熱電偶也用作溫度傳遞的標(biāo)準(zhǔn)。鉑銠合金具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如:適度的電阻率、熔點(diǎn)高、催化活性好、熱電性能穩(wěn)定、抗蠕變性能好、高溫持久強(qiáng)度高、抗腐蝕性好和高溫抗氧化性強(qiáng)等，鉑和鉑銠合金因此成為貴金屬熱電偶的組成材料是鉑和鉑銠合金，表1列出了常見(jiàn)鉑銠熱電偶絲的一些物理性能。
 
　　在目前國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)頒布的貴金屬熱.電偶型號(hào)中，工業(yè)上最常用的有Pt/Pt-10Rh(S型)、PtPt-13Rh(R型)及Pt-6Rh/Pt-30Rh(B型)3種貴金屬熱電偶。S型熱電偶正極(SP)為Pt-10Rh，負(fù)極(SN)為純鉑:R型熱電偶正極(P)為Pt-13Rh,負(fù)極(RN)為純鉑。由于其負(fù)極均為純鉑，故S型和R型熱電偶被稱為單鉑銠熱電偶。B型熱電偶正極(BP)為Pt-30Rh,負(fù)極(BN)為Pt-6Rh,被稱為雙鉑銠熱電偶。
　　不同型號(hào)的貴金屬熱電偶使用環(huán)境溫度不同。S型和R型熱電偶長(zhǎng)期高使用溫度為1300C,短期高使用溫度為1600℃.B型熱電偶長(zhǎng)期高使用溫度為1600℃，短期高使用溫度為1800℃。S型和R型熱電偶具有精度高，穩(wěn)定性最好，測(cè)溫溫區(qū)寬，響應(yīng)時(shí)間快，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。鉑銠熱電偶的物理化學(xué)性能良好，熱電勢(shì)穩(wěn)定性及高溫下抗氧化性良好，適用于惰性氣體及氧化性氣氛。特別是S型熱電偶具有優(yōu)良的綜合性能，在行業(yè)內(nèi)又有著“標(biāo)準(zhǔn)合金”的美譽(yù)。B型熱電偶除了擁有單鉑銠熱電偶的優(yōu)點(diǎn),它還可以短時(shí)間在真空中使用，因?yàn)锽型熱電偶在0~50℃范圍內(nèi)，它的熱電勢(shì)波動(dòng)小于3μV,所以使用時(shí)不需要補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行熱電勢(shì)補(bǔ)償。因其熱電偶的組成兩極都是鉑銠合金，鉑銠合金抗污染能力大于純鉑，所以雙鉑銠熱電偶比單鉑銠熱電偶抗污染能力強(qiáng)。
　　鉑與鉑銠合金最重要的物理性質(zhì)之一是它們?cè)诟邷貢r(shí)具有穩(wěn)定的熱電勢(shì)，這一特性是實(shí)現(xiàn)測(cè)溫重復(fù)性及穩(wěn)定性良好的先決條件。在貴金屬熱電偶的制作與使用過(guò)程中有許多影響熱電偶測(cè)溫精度的影響因素，如原材料純度、加工過(guò)程中的雜質(zhì)污染，熔鑄工藝過(guò)程熱平衡的保持，熱電偶使用前是否充分退火，加工應(yīng)力的消除，以及熱電偶的使用環(huán)境、條件等，都會(huì)對(duì)熱電偶的熱電性能有很大影響。仔細(xì)研究這些影響因素，有助于節(jié)約生產(chǎn)成本和使用成本，提高熱電偶的測(cè)溫精度。
2熱電偶的熱電勢(shì)及其影響因素
2.1熱電偶的熱電勢(shì)
　　熱電偶的測(cè)溫原理基于賽貝克溫差。兩種不同金屬絲A和B按照?qǐng)D1所示方式相連接，且兩連接點(diǎn)處在不同溫度T1和T2時(shí)，在電路中就出現(xiàn)因溫差引起的熱電勢(shì)E(AB),并可通過(guò)連接點(diǎn)在C點(diǎn)的萬(wàn)用表上測(cè)量熱電勢(shì),在C點(diǎn)引入第三種金屬(如銅導(dǎo)線)，不會(huì)改變熱電勢(shì)，這就是賽貝克溫差效應(yīng)。構(gòu)成的回路中將產(chǎn)生溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)。溫差電勢(shì)指同一導(dǎo)體兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢(shì)，不同的導(dǎo)體具有不同的電子密度，所以它們產(chǎn)生的電勢(shì)也不同:接觸電勢(shì)指兩種不同導(dǎo)體接觸時(shí)，由于兩種導(dǎo)體組成材料不同，它們的電子密度不同，產(chǎn)生一定的電子擴(kuò)散，當(dāng)它們達(dá)到一定平衡后所形成的電勢(shì)。接觸電勢(shì)的大小取決于兩種導(dǎo)體的材料性質(zhì)及它們的接觸點(diǎn)溫度.
 
　　自20世紀(jì)80年代起，國(guó)內(nèi)蘭州物理所，上海有色金屬研究院、重慶儀表材料研究所、華中科技大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)都對(duì)熱電偶進(jìn)行了很多研究”.2003年，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院鄭瑋等對(duì)新型鉑-鈀熱電偶的均勻性、穩(wěn)定性做了測(cè)試，通過(guò)在銀凝固點(diǎn)，逐漸改變鉑-鈀熱電偶測(cè)溫端的位置，檢測(cè)其熱.電勢(shì)，得到不均勻性的結(jié)論。四川儀表一廠的于朝清等在鉑銠合金熔煉過(guò)程中采用中頻熔煉取代高頻熔煉，配用結(jié)構(gòu)合理的水冷銅模鑄錠工藝，可以較為顯著的改善熱電偶絲熱電勢(shì)的不均勻性。重慶儀表廠采用連續(xù)退火爐，對(duì)熱電偶整個(gè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)的熱電勢(shì)可以任意檢測(cè)和定量評(píng)估，極大的提高了熱電偶絲熱電勢(shì)不均勻性的監(jiān)督作用，使得整卷偶絲不均勻性的數(shù)據(jù)更為客觀正確。
2.2雜質(zhì)元素對(duì)熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)的影響
　　鉑銠熱電偶絲電極材料容易受雜質(zhì)污染，原材料純度要求不達(dá)標(biāo)都會(huì)影響熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而體現(xiàn)為測(cè)溫正確性不好。要提高測(cè)溫精度首先要保證原材料的純度，用于制作熱電偶的原材料必須使用符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的材料。貴金屬產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定純鉑(GB/T1419-2015海綿鉑)需分析12種元素、銠(GB/T1421-2004銠粉)需分析16種元素，質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于99.99%的原材料都難以滿足熱電偶生產(chǎn)原料要求。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)用于制作熱電偶的鉑絲純度做出了進(jìn)一步的規(guī)定:用電阻比(R1oo/Ro),即鉑絲在100WD3的電阻和在0C的電阻之比,來(lái)表征鉑絲的純度。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:用于制作標(biāo)準(zhǔn)極熱電偶的鉑絲滿足R100/R0≥13922;用于制作I級(jí)、II級(jí)工業(yè)熱電偶的鉑絲，需滿足R100/R0≥13920。依據(jù)文獻(xiàn)[10]，一個(gè)電阻比單位對(duì)應(yīng)3~5uV熱電動(dòng)勢(shì)。
除了要保證原材料的純度外，熱電偶的制作過(guò)程中也要避免雜質(zhì)的混入,尤其是硅(Si)、鐵(Fe)、鎂(Mg)等低熔點(diǎn)雜質(zhì)對(duì)貴金屬的污染。如果制備過(guò)程中混入雜質(zhì)，污染偶絲，整爐熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)都會(huì)受到嚴(yán)重影響，整體數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)就必須，報(bào)廢，增加損耗。雜質(zhì)污染對(duì)純鉑的影響比鉑銠要大的多，如對(duì)Pt-10Rh產(chǎn)生1μV的影響，對(duì)鉑就可能產(chǎn)生十幾個(gè)微伏的影響,表2列出了鉑絲負(fù)極中雜質(zhì)鐵和銠的含量對(duì)其熱電勢(shì)的影響。
　　鉑負(fù)極對(duì)雜質(zhì)污染及其敏感。當(dāng)鉑負(fù)極混入少.量雜質(zhì)后，熱電勢(shì)升高，偶絲配對(duì)熱電勢(shì)降低，數(shù)據(jù)不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求概率增大，成品合格率降低。要保證熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)滿足要求，一方面要保證原材料的純度和配比要求，嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)要求:另一方面要盡量避免制作過(guò)程中混入雜質(zhì)元素，污染偶絲。在制作熱電偶的過(guò)程中如何降低雜質(zhì)的影響至關(guān)重要。經(jīng)過(guò)大量的工藝驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，在鉑絲的制作過(guò)程中，將鉑條用氫氧氣高溫均勻退火，可以將鉑條表面附著的低熔點(diǎn)雜質(zhì)及氣泡有效去除。為了避免退火過(guò)程中引入二次污染，用于退火的氫氧氣焊槍外邊緣需要包裹一層鉑金，退火的操作臺(tái)也要保證絕對(duì)干凈。這樣不僅可以去除大部分雜質(zhì)，還能減少鉑絲后期拉絲過(guò)程中因氣泡引起的斷絲現(xiàn)象。
 
2.3熔鑄工藝對(duì)熱電偶熱電勢(shì)的影響
　　熱電偶絲的不均勻熱電勢(shì)是衡量熱電偶測(cè)溫精度一致性的重要指標(biāo)，也是體現(xiàn)熱電偶復(fù)現(xiàn)性、穩(wěn)定性等重要參數(shù)的指標(biāo)，同時(shí)也是熱電偶在分度、檢定、校準(zhǔn)過(guò)程中不確定度的主要來(lái)源之一。表3列出了不同偶絲、不同級(jí)別不均勻熱電勢(shì)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
 
　　不均勻熱電勢(shì)的檢測(cè)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[']推薦將--爐熱電偶絲在6個(gè)不同部位取樣測(cè)試，每部位取樣2m,共6段樣品，6段樣品熱電動(dòng)勢(shì)的最大差值為該卷偶絲的不均勻熱電動(dòng)勢(shì)值。該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了不同等級(jí)鉑絲和鉑銠合金絲的不均勻熱電勢(shì)允許值。
　　貴金屬熱電偶絲制作過(guò)程中，合金熔鑄工藝是熱電偶絲制作過(guò)程中最關(guān)鍵的-一個(gè)步驟，對(duì)熱電偶絲熱電勢(shì)的不均勻性有著直接的影響。一方面可以通過(guò)控制澆鑄過(guò)程的熱平衡控制熱電偶的不均勻熱電動(dòng)勢(shì)，另一方面可以通過(guò)增加合金的重熔次數(shù)降低熱電偶不均勻熱電動(dòng)勢(shì)。目前鉑銠合金熔鑄一般采用中頻感應(yīng)熔煉澆鑄法，將攪拌均勻的鉑銠合金連續(xù)固溶體快速澆鑄于水冷銅模中叨，可以有效防止合金成分的偏析，從而達(dá)到降低熱電偶不均勻熱電勢(shì)的目的08-19]。但是采用此法制作的合金鑄錠會(huì)產(chǎn)生縮孔，縮孔會(huì)增加后期拉絲過(guò)程的斷絲現(xiàn)象。如何在澆鑄過(guò)程中既能有效的防止成分偏析又能減小縮孔是熔鑄過(guò)程的工藝難點(diǎn)。保持好熔鑄過(guò)程的熱平衡，能有效降低合金鑄錠偏析，使合金鑄錠成分均勻，降低熱電偶絲的不均勻熱電勢(shì)。而保持熱平衡需要通過(guò)控制合金鑄錠的澆鑄速度和澆鑄溫度[20-21],當(dāng)鑄鍵坩堝內(nèi)的熱量與冷卻水帶走的熱量始終保持平衡狀態(tài)，通過(guò)合理的澆注速度和澆注溫度可以達(dá)到降低不均勻熱電動(dòng)勢(shì)的目的。
　　當(dāng)熱電偶的不均勻熱電勢(shì)在允差范圍內(nèi)，其檢測(cè)樣品從頭部到尾部的熱電勢(shì)-溫度線性趨勢(shì)，理想狀態(tài)下是一條趨于平直的直線。當(dāng)合金澆鑄速率一定，澆鑄溫度過(guò)低時(shí)，先澆鑄的部分(尾部)由于結(jié)晶溫度過(guò)低，熱電勢(shì)偏低，使得整根電極熱電勢(shì)從頭至尾呈下降趨勢(shì)，不均勻熱電勢(shì)增加。對(duì)于此種現(xiàn)象，在合金澆鑄前可以使熔爐恒溫約30min,使熔爐內(nèi)的溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后再操作?；蛘呖梢赃m當(dāng)加快澆鑄速度,也可以在澆鑄速率不變的情況下，適當(dāng)減小水冷模的水流速度，提升澆鑄溫度，這都可以升高結(jié)晶溫度，以此達(dá)到降低熱電偶不均勻熱電勢(shì)的目的。但是如果澆鑄溫度過(guò)高，結(jié)晶溫度也高，這樣先澆鑄的部分熱電勢(shì)就會(huì)偏高，整根熱電極會(huì)呈現(xiàn)從頭至尾升高的趨勢(shì)，不均勻熱電勢(shì)也會(huì)增加，這樣就要采取和結(jié)晶溫度過(guò)低時(shí)相反的操作，調(diào)節(jié)工藝，達(dá)到降低不均勻熱電勢(shì)的目的。鑄錠質(zhì)量不同、偶絲型號(hào)不同，澆鑄速率不同。所以要想很好地控制熱電偶絲的不均勻熱電勢(shì)，需要熟練的掌握澆鑄技巧和長(zhǎng)時(shí)間的澆鑄操作經(jīng)驗(yàn)。
　　增加合金重熔次數(shù)，可以增加合金中分子運(yùn)動(dòng)程度，使合金中元素組成成分更均勻，使合金中的低熔點(diǎn)雜質(zhì)揮發(fā)，降低雜質(zhì)含量，最終達(dá)到降低熱電偶不均勻熱電勢(shì)的目的。重熔1次即可明顯降低不均勻熱電勢(shì)08]。如Pt-30Rh在經(jīng)過(guò)1次重熔后比重熔前的不均勻熱電勢(shì)降低了3μV.但是重熔次數(shù)太多會(huì)使坩堝融化，坩堝中的雜質(zhì)又會(huì)進(jìn)入合金，所以，一般合金的重熔2次為宜。
2.4熱處理?xiàng)l件對(duì)熱電動(dòng)勢(shì)的影響
　　熱電偶熱電極內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻是熱電偶絲熱電勢(shì)不滿足要求的影響因素。熱電偶在加工過(guò)程中會(huì)經(jīng)過(guò)鍛造、軋制和拉拔等工藝，這些操作都會(huì)使熱電偶材料內(nèi)部產(chǎn)生晶格畸變，形成內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致熱電極的熱電勢(shì)明顯升高[2)]。因此，熱電偶在使用前充分退火不僅可以消除因?yàn)榕冀z加工過(guò)程產(chǎn)生的缺陷和應(yīng)力的，還可以使偶絲表面的一些徽量雜質(zhì)氧化物揮發(fā)，從而達(dá)到降低熱電偶不均勻熱電勢(shì)的目的。由于原材料鉑負(fù)極要求嚴(yán)格，純度滿足電阻比Roo0Ro≥1.3920,所以鉑熱電勢(shì)比較固定，波動(dòng)較小。鉑銠合金中銠含量越低，偶絲不均勻熱電勢(shì)波動(dòng)越大.雙鉑銠熱電偶絲兩極合金都為鉑銠，所以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求鉑銠10-鉑/鉑銠13-鉑/鉑銠30-鉑銠6熱電偶絲中雙鉑銠偶絲配對(duì)熱電勢(shì)范圍比單鉑銠大的多。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，S、R和B型熱電偶在規(guī)定的測(cè)量端溫度的熱電動(dòng)勢(shì)標(biāo)稱值分別為10575、11640和10099μV,S型、R型I級(jí)允差分別為±13、±15μV,B型II級(jí)允差為±43μV.
　　不同型號(hào)的熱電偶檢定前退火條件不同。工作用貴金屬熱電偶檢定規(guī)程(JG141-2000)對(duì)不同型號(hào)熱電偶檢定前的退火條件有不同規(guī)定，見(jiàn)表4.
 
　　退火不充分時(shí)，單鉑銠回路中總熱電勢(shì)是降低的，也即S型、R型熱電偶使用前退火不充分熱電勢(shì)偏低。因?yàn)橥嘶鹪讲怀浞?，鉑的熱電勢(shì)越高，鉑銠熱電勢(shì)越低。所以回路中總的熱電勢(shì)降低。對(duì)于兩極都是鉑銠合金的雙鉑銠,檢定前退火越不充分，Pt-6Rh負(fù)極熱電勢(shì)降低的幅度比Pt-30Rh正極大，所以總的熱電勢(shì)是升高的。
　　在一個(gè)批次的熱電偶在退火充分的情況下，其熱電勢(shì)的后期變化很小。如果出現(xiàn)同一批次測(cè)溫差異很大的現(xiàn)象，首先應(yīng)要考慮熱電偶使用之前是否經(jīng)過(guò)充分退火。退火過(guò)程要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程規(guī)定的退火條件。退火溫度過(guò)低無(wú)法消除加工過(guò)程產(chǎn)生的內(nèi);應(yīng)力:退火溫度過(guò)高，絲材晶粒長(zhǎng)大，強(qiáng)度降低，后續(xù)生產(chǎn)使用過(guò)程中容易斷絲。
3使用環(huán)境對(duì)熱電偶熱電勢(shì)的影響
3.1長(zhǎng)期高溫氣氛的影響
　　在氧化氣氛環(huán)境中使用的單鉑銠，當(dāng)使用溫度超過(guò)1400℃時(shí)，鉑負(fù)極晶粒會(huì)長(zhǎng)大再結(jié)晶，降低偶絲的抗拉強(qiáng)度。測(cè)量端鉑銠正極中的銠會(huì)沿焊接點(diǎn)向鉑負(fù)極原子擴(kuò)散，使測(cè)量端附近的合成成分發(fā)生改變，造成鉑負(fù)極熱電勢(shì)增加，熱電偶總的輸出熱電勢(shì)降低，影響測(cè)溫正確性。有資料顯示0.01%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的銠對(duì)應(yīng)約4μV的熱電動(dòng)勢(shì)。所以高溫端因銠的原子擴(kuò)散、遷移導(dǎo)致電極成分的不均勻是影響熱電勢(shì)的又一重要影響因素。
　　在高溫還原性氣氛中使用的熱電偶則容易脆斷。脆斷的因素很多，如高溫下氫原子滲透到鉑負(fù)極的內(nèi)部，因氫脆而引起斷裂:高溫下碳能夠溶解到鉑金中，冷卻后以石墨狀從鉑金中析出使鉑絲變得易脆斷:還原性氣氛中CO、H2與坩堝材料中的SiO2接觸反應(yīng)，SiO2會(huì)被還原為單質(zhì)硅，單質(zhì)硅與鉑發(fā)生反應(yīng)生成熔點(diǎn)僅為830℃的Pt5Si2低熔點(diǎn)共晶物。硅化鉑高溫溶化后引起空穴脆斷，俗稱“鉑中毒"現(xiàn)象。
　　解決高溫還原氣氛引起熱電偶測(cè)溫不準(zhǔn)的問(wèn)題時(shí)，常采用熱電偶外加保護(hù)套管使用的方法，或者保護(hù)管內(nèi)充入惰性氣體等措施。保護(hù)套管材料要求致密度高、光潔度好，這樣在高溫下使用時(shí)套管材料微孔擴(kuò)散性小，有毒氣體進(jìn)入的量少，可以增加熱電偶的使用壽命。另外，用戶可以根據(jù)自己的使用溫度需求選擇使用不同型號(hào)熱電偶，不僅能夠保證熱電偶測(cè)溫精度，熱電勢(shì)穩(wěn)定性，還能提高熱電偶的使用壽命。
3.2漏電對(duì)熱電偶熱電勢(shì)的影響
　　漏電原因引起熱電偶測(cè)溫不準(zhǔn)的現(xiàn)象較多，尤其是鋼廠鋼水測(cè)溫使用的快偶及鎧裝熱電偶。鋼水測(cè)溫使用的熱電偶(S、B型較多)多為直徑比較細(xì)的偶絲，一般在0.004~0.055mm,因?yàn)槊恐犭娕际褂靡淮魏缶蛨?bào)廢，不可重復(fù)使用，所以也俗稱為“快偶"。鋼廠測(cè)量鋼水時(shí)對(duì)溫度有著嚴(yán)格的要求，溫度的正確程度關(guān)系著鋼材成分的差異41-42]。很多鋼廠在測(cè)溫時(shí)，會(huì)遇到同一批次熱電偶測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)差異較大，溫度顯示沒(méi)有規(guī)律等現(xiàn)象。在排除了退火不充分、操作不規(guī)范等因素后發(fā)現(xiàn)，這類情況大多發(fā)生在潮濕季節(jié)。如果將這些熱電偶放回烘干爐中,90'C左右烘干72h,測(cè)溫的一致性明顯提升很多。由此判斷如果在快偶的制作過(guò)程中，使用的輔料添加了過(guò)量水分，或者潮濕季節(jié)存放不當(dāng)(熱電偶在使用前沒(méi)有充分烘干),都有可能產(chǎn)生因?yàn)樗鸬穆╇姮F(xiàn)象，從而導(dǎo)致測(cè)溫不準(zhǔn)的問(wèn)題。鎧裝熱電偶也有類似的現(xiàn)象，如果使用的填充材料含水量過(guò)多，或是填充時(shí)，內(nèi)部熱電偶和外層不銹鋼管絕緣措施做的不夠好，也會(huì)導(dǎo)致漏電，引起測(cè)溫不準(zhǔn)。
　　解決此類問(wèn)題，一方面在特殊季節(jié)使用熱電偶.時(shí)要做好防潮措施，另一方面可以選用不漏氣的氧化鋁熱電偶保護(hù)管，或者經(jīng)過(guò)防漏處理的保護(hù)管。偶絲裝配完成后，必須將熱電偶的熱端兩個(gè)穿絲孔仔細(xì)密封，盡量不漏氣或經(jīng)防漏處理。
4結(jié)語(yǔ)
　　貴金屬熱電偶具有測(cè)溫精度高、穩(wěn)定性好、測(cè)溫溫區(qū)寬、使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，在制造和使用過(guò)程中，以下問(wèn)題會(huì)影響熱電偶的測(cè)溫正確性.
1) 原材料中的雜質(zhì)成分會(huì)影響熱電偶的測(cè)溫正確性。因此熱電偶的制作和使用過(guò)程中，要保證原材料的純度及避免雜質(zhì)的污染，否則會(huì)增加熱電偶不均勻熱電勢(shì)，影響測(cè)溫正確性。
2) 熔鑄工藝中合金的澆鑄速率會(huì)影響熱電偶的測(cè)溫正確性。因此熱電偶熔煉過(guò)程中，合理的控制澆鑄溫度和澆鑄時(shí)間能夠降低熱電偶熱電勢(shì)的不均勻性，選擇合適的熔鑄坩堝、適當(dāng)?shù)脑黾又厝鄞螖?shù)都能夠提高熱電偶測(cè)溫正確性
3) 熱電偶檢定前熱處理?xiàng)l件會(huì)影響熱電偶的測(cè)溫正確性。所以不同型號(hào)的熱電偶使用前應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的退火條件，消除其加工應(yīng)力產(chǎn)生的晶格畸變，恢復(fù)熱電勢(shì)對(duì)熱電偶測(cè)溫有著至關(guān)重要的影響。
4) 熱電偶在高溫還原氣體中使用會(huì)影響熱電偶的測(cè)溫正確性。通過(guò)正確的選擇和裝配熱電偶保護(hù)套管，使熱電偶與還原性氣體有效隔離，能夠確保熱電偶的穩(wěn)定性、延長(zhǎng)熱電偶的使用壽命。
5)熱電偶漏電會(huì)影響熱電偶的測(cè)溫正確性。因此熱電偶在使用前要確保其絕緣電阻足夠大,銫緣性能良好，使用時(shí)盡量避免潮濕還原性氣氛，減小漏電對(duì)熱電勢(shì)正確性的影響。