鉑銠熱電偶測溫的影響

摘要:鉑銠熱電偶具有優(yōu)良的測溫性能。綜述了熱電偶的制作和使用過程中影響測溫正確性的主要因素。在生產(chǎn)過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;熔煉過程中，合理的澆鑄溫度、設(shè)備和工藝條件能降低熱電勢的不均勻性。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熱電偶使用壽命.
　　隨著測溫技術(shù)的發(fā)展，測量儀器和測量系統(tǒng)性能的不斷提升，對測溫精度、精度的要求也越來越嚴(yán)格。熱電偶在測溫時(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)、科研院所等部門行業(yè)。
　　熱電偶在使用過程中以熱電勢(ElectromotiveForce,EMF)的形式顯示在測量儀表中，進(jìn)一步根據(jù)溫度-熱電勢關(guān)系曲線轉(zhuǎn)換為被測量溫度。由于電勢的產(chǎn)生是熱傳遞引起的，所以稱為熱電勢。熱電偶的熱電動(dòng)勢是熱電偶測溫的主要體現(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)和使用過程中可能對熱電勢產(chǎn)生影響的因素，以對提高熱電偶的測溫正確性和延長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，多用于低溫場所的測量。工業(yè)中使用較為廣泛的廉金屬熱電偶經(jīng)過國際標(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℃以下的測溫場合，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)勢的短期熱循環(huán)的復(fù)現(xiàn)性及長期穩(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量，以及一些特殊場合的測溫。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溫精度高，穩(wěn)定性好、測溫溫區(qū)寬、使用壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)。因其物理、化學(xué)性能良好，高溫下抗氧化性強(qiáng)及熱電勢穩(wěn)定性好，多用于一些精密測溫的領(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列出了常見鉑銠熱電偶絲的一些物理性能。
 
　　在目前國際電工委員會(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型熱電偶長期高使用溫度為1300C,短期高使用溫度為1600℃.B型熱電偶長期高使用溫度為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，測溫溫區(qū)寬，響應(yīng)時(shí)間快，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。鉑銠熱電偶的物理化學(xué)性能良好，熱電勢穩(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)之一是它們在高溫時(shí)具有穩(wěn)定的熱電勢，這一特性是實(shí)現(xiàn)測溫重復(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程中有許多影響熱電偶測溫精度的影響因素，如原材料純度、加工過程中的雜質(zhì)污染，熔鑄工藝過程熱平衡的保持，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，提高熱電偶的測溫精度。
2熱電偶的熱電勢及其影響因素
2.1熱電偶的熱電勢
　　熱電偶的測溫原理基于賽貝克溫差。兩種不同金屬絲A和B按照圖1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E(AB),并可通過連接點(diǎn)在C點(diǎn)的萬用表上測量熱電勢,在C點(diǎn)引入第三種金屬(如銅導(dǎo)線)，不會(huì)改變熱電勢，這就是賽貝克溫差效應(yīng)。構(gòu)成的回路中將產(chǎn)生溫差電勢和接觸電勢。溫差電勢指同一導(dǎo)體兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢，不同的導(dǎo)體具有不同的電子密度，所以它們產(chǎn)生的電勢也不同:接觸電勢指兩種不同導(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。接觸電勢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)都對熱電偶進(jìn)行了很多研究”.2003年，中國計(jì)量科學(xué)研究院鄭瑋等對新型鉑-鈀熱電偶的均勻性、穩(wěn)定性做了測試，通過在銀凝固點(diǎn)，逐漸改變鉑-鈀熱電偶測溫端的位置，檢測其熱.電勢，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的不均勻性。重慶儀表廠采用連續(xù)退火爐，對熱電偶整個(gè)長度范圍內(nèi)的熱電勢可以任意檢測和定量評(píng)估，極大的提高了熱電偶絲熱電勢不均勻性的監(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)元素對熱電偶熱電動(dòng)勢的影響
　　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，進(jìn)而體現(xiàn)為測溫正確性不好。要提高測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。國家標(biāo)準(zhǔn)對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)電阻比單位對應(yīng)3~5uV熱電動(dòng)勢。
除了要保證原材料的純度外，熱電偶的制作過程中也要避免雜質(zhì)的混入,尤其是硅(Si)、鐵(Fe)、鎂(Mg)等低熔點(diǎn)雜質(zhì)對貴金屬的污染。如果制備過程中混入雜質(zhì)，污染偶絲，整爐熱電偶的熱電動(dòng)勢都會(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)污染對純鉑的影響比鉑銠要大的多，如對Pt-10Rh產(chǎn)生1μV的影響，對鉑就可能產(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)鐵和銠的含量對其熱電勢的影響。
　　鉑負(fù)極對雜質(zhì)污染及其敏感。當(dāng)鉑負(fù)極混入少.量雜質(zhì)后，熱電勢升高，偶絲配對熱電勢降低，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程中混入雜質(zhì)元素，污染偶絲。在制作熱電偶的過程中如何降低雜質(zhì)的影響至關(guān)重要。經(jīng)過大量的工藝驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，在鉑絲的制作過程中，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程中因氣泡引起的斷絲現(xiàn)象。
 
2.3熔鑄工藝對熱電偶熱電勢的影響
　　熱電偶絲的不均勻熱電勢是衡量熱電偶測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)過程中不確定度的主要來源之一。表3列出了不同偶絲、不同級(jí)別不均勻熱電勢的國家標(biāo)準(zhǔn)要求。
 
　　不均勻熱電勢的檢測，國家標(biāo)準(zhǔn)[']推薦將--爐熱電偶絲在6個(gè)不同部位取樣測試，每部位取樣2m,共6段樣品，6段樣品熱電動(dòng)勢的最大差值為該卷偶絲的不均勻熱電動(dòng)勢值。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允許值。
　　貴金屬熱電偶絲制作過程中，合金熔鑄工藝是熱電偶絲制作過程中最關(guān)鍵的-一個(gè)步驟，對熱電偶絲熱電勢的不均勻性有著直接的影響。一方面可以通過控制澆鑄過程的熱平衡控制熱電偶的不均勻熱電動(dòng)勢，另一方面可以通過增加合金的重熔次數(shù)降低熱電偶不均勻熱電動(dòng)勢。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)增加后期拉絲過程的斷絲現(xiàn)象。如何在澆鑄過程中既能有效的防止成分偏析又能減小縮孔是熔鑄過程的工藝難點(diǎn)。保持好熔鑄過程的熱平衡，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。而保持熱平衡需要通過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)勢的目的。
　　當(dāng)熱電偶的不均勻熱電勢在允差范圍內(nèi)，其檢測樣品從頭部到尾部的熱電勢-溫度線性趨勢，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，澆鑄溫度過低時(shí)，先澆鑄的部分(尾部)由于結(jié)晶溫度過低，熱電勢偏低，使得整根電極熱電勢從頭至尾呈下降趨勢，不均勻熱電勢增加。對于此種現(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。或者可以適當(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的目的。但是如果澆鑄溫度過高，結(jié)晶溫度也高，這樣先澆鑄的部分熱電勢就會(huì)偏高，整根熱電極會(huì)呈現(xiàn)從頭至尾升高的趨勢，不均勻熱電勢也會(huì)增加，這樣就要采取和結(jié)晶溫度過低時(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，需要熟練的掌握澆鑄技巧和長時(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的目的。重熔1次即可明顯降低不均勻熱電勢08]。如Pt-30Rh在經(jīng)過1次重熔后比重熔前的不均勻熱電勢降低了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件對熱電動(dòng)勢的影響
　　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不滿足要求的影響因素。熱電偶在加工過程中會(huì)經(jīng)過鍛造、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，偶絲不均勻熱電勢波動(dòng)越大.雙鉑銠熱電偶絲兩極合金都為鉑銠，所以國家標(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熱電勢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)定的測量端溫度的熱電動(dòng)勢標(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)對不同型號(hào)熱電偶檢定前的退火條件有不同規(guī)定，見表4.
 
　　退火不充分時(shí)，單鉑銠回路中總熱電勢是降低的，也即S型、R型熱電偶使用前退火不充分熱電勢偏低。因?yàn)橥嘶鹪讲怀浞郑K的熱電勢越高，鉑銠熱電勢越低。所以回路中總的熱電勢降低。對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)極熱電勢降低的幅度比Pt-30Rh正極大，所以總的熱電勢是升高的。
　　在一個(gè)批次的熱電偶在退火充分的情況下，其熱電勢的后期變化很小。如果出現(xiàn)同一批次測溫差異很大的現(xiàn)象，首先應(yīng)要考慮熱電偶使用之前是否經(jīng)過充分退火。退火過程要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程規(guī)定的退火條件。退火溫度過低無法消除加工過程產(chǎn)生的內(nèi);應(yīng)力:退火溫度過高，絲材晶粒長大，強(qiáng)度降低，后續(xù)生產(chǎn)使用過程中容易斷絲。
3使用環(huán)境對熱電偶熱電勢的影響
3.1長期高溫氣氛的影響
　　在氧化氣氛環(huán)境中使用的單鉑銠，當(dāng)使用溫度超過1400℃時(shí)，鉑負(fù)極晶粒會(huì)長大再結(jié)晶，降低偶絲的抗拉強(qiáng)度。測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，使測量端附近的合成成分發(fā)生改變，造成鉑負(fù)極熱電勢增加，熱電偶總的輸出熱電勢降低，影響測溫正確性。有資料顯示0.01%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的銠對應(yīng)約4μV的熱電動(dòng)勢。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溫不準(zhǔn)的問題時(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溫精度，熱電勢穩(wěn)定性，還能提高熱電偶的使用壽命。
3.2漏電對熱電偶熱電勢的影響
　　漏電原因引起熱電偶測溫不準(zhǔn)的現(xiàn)象較多，尤其是鋼廠鋼水測溫使用的快偶及鎧裝熱電偶。鋼水測溫使用的熱電偶(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"。鋼廠測量鋼水時(shí)對溫度有著嚴(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]。很多鋼廠在測溫時(shí)，會(huì)遇到同一批次熱電偶測溫?cái)?shù)據(jù)差異較大，溫度顯示沒有規(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,測溫的一致性明顯提升很多。由此判斷如果在快偶的制作過程中，使用的輔料添加了過量水分，或者潮濕季節(jié)存放不當(dāng)(熱電偶在使用前沒有充分烘干),都有可能產(chǎn)生因?yàn)樗鸬穆╇姮F(xiàn)象，從而導(dǎo)致測溫不準(zhǔn)的問題。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，引起測溫不準(zhǔn)。
　　解決此類問題，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
　　貴金屬熱電偶具有測溫精度高、穩(wěn)定性好、測溫溫區(qū)寬、使用壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)，在制造和使用過程中，以下問題會(huì)影響熱電偶的測溫正確性.
1) 原材料中的雜質(zhì)成分會(huì)影響熱電偶的測溫正確性。因此熱電偶的制作和使用過程中，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，影響測溫正確性。
2) 熔鑄工藝中合金的澆鑄速率會(huì)影響熱電偶的測溫正確性。因此熱電偶熔煉過程中，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)熱電勢對熱電偶測溫有著至關(guān)重要的影響。
4) 熱電偶在高溫還原氣體中使用會(huì)影響熱電偶的測溫正確性。通過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、延長熱電偶的使用壽命。
5)熱電偶漏電會(huì)影響熱電偶的測溫正確性。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，減小漏電對熱電勢正確性的影響。