PDF《减小铂铑热电偶丝不均匀热电动势》

Ξ 收稿日期 :2009 -

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01 作者简介 :徐华(1972 ― ) ,男 ,辽宁葫芦岛人 ,主要从事机电专业研究.

减小铂铑热电偶丝不均匀热电动势 Ξ 徐华(海军驻重庆地区舰船配套军事代表室 ,重庆 400000) 摘要 :为了减小铂铑热电偶丝不均匀热电动势 ,研究了自然凝固和浇铸快速凝固两种凝固方式下重熔次数对高 (中) 频熔炼法制备的偶丝不均匀热电动势的影响. 研究结果表明 :两种凝固方式下 ,增加重熔次数均可以减小高 (中) 频熔炼法制备的偶丝不均匀热电动势 ;

凝固方式、 重熔次数条件相同时 ,高 (中) 频熔炼法制备的偶丝不均匀 热电动势减小程度不同 ;

采用浇铸快速凝固、 中频熔炼法制备的偶丝 ,在适当的重熔次数下其不均匀热电动势明 显减小. 关键词 :铂铑热电偶丝 ;

不均匀热电动势 ;

重熔次数 ;

凝固方式 中图分类号 :TG146 文献标识码 :A 文章编号 :1006 - 0707(2009)

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04 不均匀热电动势会使铂铑热电偶丝的热电特性发生 变化 ,从而影响测温精度的一致性. 因此 ,它是衡量铂铑热 电偶丝产品质量的一个重要指标. 造成铂铑热电偶丝产生 不均匀热电动势的原因很多 ,其中最主要的是由于熔铸过 程中铂、 铑两种元素的熔点、 密度不同 ,从而导致合金成份 偏析所致. 此外 ,偶丝加工制造过程中形成的物理缺陷、 机 械损伤、 杂质污染等都可能导致产生不均匀热电动势. 因此,铂铑热电偶丝不均匀热电动势的大小与熔铸工艺有极 为密切的关系. 目前 ,国产偶丝在不均匀热电动势指标上 与国外同类产品相比仍有差距. 我国在国标 G B/ T

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1998、 G B/ T

1598 ―

1998、 G B/ T

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1998 中仍保留不均匀 热电动势指标 (见表 1) . 而美、 日等国则完全等效采用 IEC584 标准 ,在其国标中无此项指标 ,只是规定必须保证 两对取样热电偶的热电势值在规定的允差范围内[1 - 3] . 目前 ,国内普遍采用高频熔炼法和中频熔炼法两种工 艺生产铂铑热电偶丝 ,偶丝不均匀热电动势较大. 因此 ,有 必要对上述两种工艺进行改进 ,并研究不同工艺条件对偶 丝不均匀热电动势的影响. 表1铂铑热电偶丝单极不均匀热电动势允差 偶丝型号 不均匀热电动势( μ V) 标准级 Ⅰ 级Ⅱ级PtRh10

9 9

18 PtRh13

10 10

20 Pt

3 3

6 PtRh30

10 10

20 PtRh6

12 13

25 1 实验 1.

1 实验材料 采用纯度 ≥99.

995 %的铂 (Pt) 和纯度 ≥99.

95 %的铑 (Rh) 进行实验. 1.

2 实验方法 将规定比例的铂和铑装入石英砂打结刚玉坩埚中 (熔炼PtRh

30 合金采用石英砂打结氧化锆坩埚) ,在高 (中) 频 感应炉中加热. 经反复多次升温熔化、 断电自然凝固之后 , 将熔融合金断电使其在坩埚中自然凝固或浇铸于水冷铜 模中快速凝固. 凝固后的铂铑合金铸锭还需经反复中间退 火 ,最后拉拔成直径为 0.

5 mm 的丝材. 测试时 ,采用自制不均匀热电动势连续测试装置 ,在 相同条件下(相同的退火温度、 相同的测试炉沿丝材长度 方向的温度梯度场) ,用同名极比较法测量整卷偶丝任意 部位相对于标准同名极偶丝的热电动势值 ( EMF) ,每两个 测量点间距

2 m. 整卷偶丝的不均匀热电动势 (ΔEMF) 即为 最高相对热电动势值 ( EMFmax) 和最低相对热电动势值 (EMFmin) 之差. 实验工艺流程如图