ข่าว บริษัท เกี่ยวกับ หัววัดเทอร์โมคัปเปิลทนความร้อนสูง: กุญแจสำคัญสำหรับสภาพแวดล้อมสุดขีด

OMEGA™ High-Temperature Specialty Thermocouple Probes: A Professional Guide

ในสาขาที่ทันสมัย เช่น อวกาศ พลังงานนิวเคลียร์ และวิทยาศาสตร์วัสดุ ความต้องการในการวัดอุณหภูมิที่แม่นยำในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงจัดยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบดั้งเดิมมักพิสูจน์แล้วว่าไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานที่ต้องการเหล่านี้ โพรบเทอร์โมคัปเปิลชนิดพิเศษสำหรับอุณหภูมิสูง OMEGA™ ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อตอบสนองความท้าทายเหล่านี้ โดยทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือที่อุณหภูมิสูงถึง 2315°C (4200°F) บทความนี้ให้การตรวจสอบรายละเอียดเกี่ยวกับข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค เกณฑ์การเลือก และข้อควรพิจารณาในการใช้งาน โดยทำหน้าที่เป็นแนวทางสำหรับวิศวกรและนักวิจัย

พิจารณาห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์จรวด ซึ่งอุณหภูมิพุ่งสูงขึ้นถึงหลายพันองศาในทันที การวัดอุณหภูมิที่แม่นยำในระหว่างกระบวนการนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ ในทำนองเดียวกัน ภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ การรวมกันของกัมมันตภาพรังสีและความร้อนจัดทำให้เกิดความต้องการพิเศษสำหรับความทนทานของเซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบซิลิคอนมาตรฐานมักจะล้มเหลวเหนือ 150°C ในขณะที่เทอร์โมคัปเปิลแบบเดิมต้องทนทุกข์ทรมานจากความแม่นยำและอายุการใช้งานที่ลดลงในความร้อนจัด สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน หรือสุญญากาศ ช่องว่างทางเทคโนโลยีนี้ได้ผลักดันการพัฒนาโพรบเทอร์โมคัปเปิลชนิดพิเศษสำหรับอุณหภูมิสูงที่สามารถทำงานได้อย่างเสถียรในสภาวะที่รุนแรง

โพรบเหล่านี้รวมวัสดุขั้นสูงและโซลูชันทางวิศวกรรมเพื่อเอาชนะความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมที่รุนแรง:

• วัสดุสำหรับอุณหภูมิสูง: การใช้วัสดุเทอร์โมคัปเปิลแพลตินัม/โรเดียม (ชนิด R, S, B) หรือทังสเตน/รีเนียม (ชนิด G, C, D) วัสดุเหล่านี้รวมจุดหลอมเหลวที่ยอดเยี่ยมเข้ากับความเสถียรทางความร้อนสำหรับการวัดที่แม่นยำภายใต้ความร้อนจัด
• ตัวเลือกฉนวนที่หลากหลาย: วัสดุฉนวนหลายชนิดรวมถึงฮาฟเนียมออกไซด์ (HfO2) แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) และอะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ป้องกันการลัดวงจรของสายไฟในขณะที่รักษาฉนวนไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูง
• วัสดุปลอกป้องกัน: ตัวเลือกต่างๆ เช่น แทนทาลัม โมลิบดีนัม โลหะผสมแพลตินัม-โรเดียม และ Inconel 600 ให้ความต้านทานการกัดกร่อนและความสมบูรณ์ของโครงสร้างในสภาพแวดล้อมการทำงานที่หลากหลาย
• ความยืดหยุ่นในการเชื่อมต่อ: วิธีการสิ้นสุดรอยต่อเย็นห้าวิธีรองรับข้อกำหนดเครื่องมือต่างๆ ตั้งแต่โพรบที่เปลี่ยนได้ไปจนถึงขั้วต่อเซรามิกชนิดพิเศษและรอยต่อการเปลี่ยนผ่านพร้อมสายไฟขนาด 72 นิ้ว

การเลือกโพรบที่เหมาะสมที่สุดต้องมีการประเมินปัจจัยหลายประการอย่างรอบคอบ:

1. ช่วงอุณหภูมิ:
   • กำหนดอุณหภูมิการทำงานสูงสุดตามส่วนประกอบที่จำกัด (สายไฟ ฉนวน หรือปลอก)
   • ตัวอย่างเช่น โพรบที่มีสายไฟ 2300°C แต่ปลอก 1150°C สามารถทำงานได้ถึง 1150°C เท่านั้น
2. สภาพแวดล้อมการทำงาน:
   • ระบุสภาพแวดล้อม: เฉื่อย ออกซิไดซ์ ลดลง หรือสุญญากาศ
   • เลือกวัสดุปลอกตามนั้น (แทนทาลัมสำหรับสุญญากาศ แพลตินัม-โรเดียมสำหรับออกซิไดซ์/เฉื่อย Inconel 600 สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย)
3. ชนิดเทอร์โมคัปเปิล:
   • ชนิดแพลตินัม/โรเดียม (R/S/B) ให้ความไวที่ต่ำกว่าแต่มีความสามารถด้านอุณหภูมิที่สูงกว่า
   • ชนิดทังสเตน/รีเนียม (G/C/D) วัดอุณหภูมิได้สูงกว่ามาก แต่ต้องใช้สภาพแวดล้อมที่ควบคุม
4. วัสดุฉนวน:
   • HfO2 ให้ความทนทานต่ออุณหภูมิสูงสุดในราคาที่สูงกว่า
   • MgO และ Al2O3 ให้ประสิทธิภาพที่สมดุลสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่
5. วัสดุปลอก:
   • พิจารณาข้อกำหนดทางกลไก - แพลตินัม-โรเดียมช่วยให้งอได้ในขณะที่วัสดุอื่นๆ ทำไม่ได้
   • จับคู่คุณสมบัติของวัสดุกับความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม (ออกซิเดชัน การกัดกร่อน)
6. ขนาดโพรบ:
   • เส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กลงช่วยปรับปรุงเวลาตอบสนองแต่ลดความทนทาน
   • โพรบที่ยาวขึ้นเข้าถึงจุดวัดที่ลึกกว่า แต่อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดได้
7. วิธีการสิ้นสุด:
   • เลือกตามความต้องการในการเชื่อมต่อและข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม
   • ตัวเลือกต่างๆ ตั้งแต่โพรบที่เปลี่ยนได้ไปจนถึงขั้วต่ออุณหภูมิสูงชนิดพิเศษ

คู่มือทางเทคนิคนี้ให้ข้อควรพิจารณาที่จำเป็นสำหรับการเลือกและใช้งานโพรบเทอร์โมคัปเปิลสำหรับอุณหภูมิสูงในการใช้งานการวัดที่รุนแรง การเลือกและการติดตั้งที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการได้รับข้อมูลอุณหภูมิที่เชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย