Jak ustalić, czy termopara typu B i typu J uległa awarii

Określenie awarii termopar typu B i typu J wymaga kompleksowej oceny, biorąc pod uwagę ich właściwości materiałowe, środowisko pracy i metody testowania. Ogólnie rzecz biorąc, awaria termopary typu B objawia się przede wszystkim-dryftem w wysokiej temperaturze, zanieczyszczeniem i kruchością oraz słabym sygnałem, podczas gdy awaria termopary typu J jest powszechnie obserwowana w postaci pęknięć utleniających, zwarć korozyjnych i nieprawidłowego potencjału termoelektrycznego. Poniżej przedstawiono systematyczną metodę oceny:

I. Wygląd i kontrola konstrukcji

1. Termopary typu B (Platyna-Rod 30-Platyna-Rod 6)

Stan rurki ochronnej: Sprawdź rurkę ochronną z korundu-o wysokiej czystości lub tlenku glinu pod kątem pęknięć, perforacji lub proszków, zwłaszcza w piecach o częstych wahaniach temperatury, gdzie naprężenia termiczne mogą łatwo spowodować pęknięcie.

Obserwacja drutu: Jeśli rurka ochronna jest uszkodzona, rozerwij ją i sprawdź, czy drut z podwójnego platyny-rodu nie stał się kruchy, poczerniały lub nie widać na nim „dziobków” zanieczyszczeń, co wskazuje na narażenie na opary metalu lub osadzanie się węgla.

Kontrola bramki: Sprawdź, czy zaciski nie są utlenione i zaczernione, czy warstwa izolacyjna kabla nie jest zestarzała i czy nie odłączyły się luty.

2. Termopara typu J (żelazo-konstantan)

Utlenianie elektrody dodatniej z żelaza: dokładnie sprawdź, czy elektroda dodatnia z żelaza jest-rozgrzana do czerwoności, zardzewiała lub krucha, szczególnie po długotrwałym użytkowaniu w temperaturze powyżej 500 stopni, ponieważ jest podatna na utlenianie i pękanie.

Korozja elektrody ujemnej Constantan: w środowiskach wilgotnych lub zawierających siarkę-konstantan (stop miedzi-niklu) łatwo ulega korozji, co objawia się zielonkawą powierzchnią lub powstawaniem pęcherzy.

Zaciski: Sprawdź, czy na zaciskach nie dostała się wilgoć, która mogłaby spowodować korozję lub zwarcie.

Uwaga: Termopary typu J sprawdzają się lepiej niż inne termopary z metali nieszlachetnych w atmosferach redukujących, ale w przypadku wykrycia niestabilności sygnału należy najpierw sprawdzić utlenienie elektrody żelaznej.

II. Testowanie wydajności elektrycznej

1. Test ciągłości (zakres multimetru)

Odłącz od miernika i zmierz rezystancję pomiędzy dwoma zaciskami:

Wartość normalna: Termopary typu B i typu J powinny mieć od kilku do kilkudziesięciu omów (w zależności od długości i średnicy drutu);

Obwód otwarty: Nieskończony opór → Uszkodzony przewód termopary, wymaga wymiany;

Zwarcie: Rezystancja bliska 0Ω → Wewnętrzne zwarcie lub wilgoć, wymaga osuszenia lub wymiany.

Uwaga: Termopary typu B mają słaby sygnał i są bardziej podatne na nieprawidłowe okablowanie. Upewnij się, że zaciski są bezpiecznie zamocowane.

2. Pomiar potencjału termoelektrycznego (metoda miliwoltomierza)

Użyj-precyzyjnego miliwoltomierza, aby zmierzyć wyjście zimnego złącza i porównać je z tabelą kalibracyjną:

Typ B: Teoretyczny potencjał termoelektryczny przy 1000 stopniach wynosi około 4,8 mV. Jeśli zmierzona wartość odbiega o więcej niż ±0,1 mV, może to oznaczać starzenie się lub zanieczyszczenie.

Typ J: Wartość teoretyczna wynosi około 5,0 mV przy 100 stopniach. Jeśli jest niższa niż 4,5 mV, oznacza to, że przewód termopary uległ zniszczeniu lub jest silnie utleniony.

Zalecenie: Umieść jednocześnie testowaną termoparę i nową termoparę tego samego modelu w źródle stałej temperatury (takim jak kąpiel olejowa) i porównaj różnice wyjściowe, aby określić, czy nie uległa ona uszkodzeniu.

III. Weryfikacja pomiaru temperatury rzeczywistej

1. Porównanie środowiska o stałej temperaturze

Włóż termoparę do źródła stałej temperatury o znanej temperaturze (np. wrzącej wody o temperaturze 100 stopni lub łaźni olejowej o temperaturze 300 stopni) i porównaj ją ze standardowym platynowym termometrem oporowym:

Jeżeli różnica temperatur przekracza zakres klasy dokładności (typ B ±0,25%t, typ J ±2,5 stopnia) i wykluczono błędy w okablowaniu, można stwierdzić awarię.

2. Test dynamicznego ogrzewania

Powoli podgrzej i zapisz zmianę potencjału termoelektrycznego:

Jeśli sygnał nie zmienia się lub waha się podczas ogrzewania → słaby kontakt wewnętrzny;

Jeśli po ochłodzeniu nie może powrócić do zera → w drucie termopary wystąpiło nieodwracalne wyżarzenie lub utlenienie.

IV. Charakterystyka awarii w scenariuszach specjalnych

Tabela	Scenariusz	Charakterystyka uszkodzeń termopary typu B	Charakterystyka uszkodzeń termopary typu J
Środowisko utleniające o wysokiej-temperaturze	Stabilność-długoterminowa, ale w przypadku uszkodzenia rurki ochronnej drut termopary łatwo ulega zanieczyszczeniu i staje się kruchy	Katoda żelazna szybko się utlenia, a żywotność gwałtownie spada powyżej 500 stopni.
Atmosfera Redukująca (H₂, CO)	Podatny na „kruchość platyny”, co powoduje, że drut termopary staje się kruchy i pęka.	Można go normalnie używać, jest to korzystny scenariusz.
Środowisko zawierające siarkę/wilgotne	Wrażliwy na zanieczyszczenia, łatwo tworzący eutektykę o niskiej-temperaturze-topnienia	Constantan łatwo ulega korozji, co prowadzi do dryfu sygnału lub zwarć.
Częste cykle termiczne	Naprężenia termiczne powodują pękanie rurki ochronnej, odsłaniając przewód termopary	Wysoka wytrzymałość mechaniczna i duża odporność na wibracje.

Zalecenie: typ B nadaje się do czystych-środowisk o wysokiej temperaturze; Typ J nadaje się do obiektów przemysłowych o średniej- i niskiej-temperaturze, ale należy unikać środowisk o wysokiej-temperaturze utleniania i siarczkowania.