CHƯƠNG 6: CÁC LOẠI CẢM BIẾN THƯỜNG DÙNG TRONG HỆ THỐNG LẠNH
6.2.9. Sự thay đổi tính chất của cặp nhiệt điện theo thời gian
Ở nhiệt độ khá cao các nguyên tố bên ngồi ví dụ N, S, O2 sẽ khuếch vào cặp nhiệt điện. Qua mơ hình cặp nhiệt điện,ta cĩ thể hiểu rằng khi cĩ sự khuếch tán các nguyên tố lạ, lực hút các ion kim loại bị thay đổi đi và do đĩ các điện áp nhiệt cũng bị thay đổi theo. Người ta gọi đĩ là sự “lão hố” hay sự trượt - của kết quả đo đạc” của căp nhiệt điện. Với sự khuêch tán này, sau một năm nhiệt độ chỉ thị thay vì 900°C cĩ thể là 906°C hay 600°C dù rằng máy đo khơng hề bị hư hỏng. Với cặp nhiệt điện loại PtRh 10%/Pt người ta cĩ thẻ chống lại sự lão hĩa bằng cách chế tạo dây Platin (dây âm) cĩ đường kinh to hơn dây platin-rhodium (dây dương).
Theo kinh nghiêm thưc tiễn, dây platin/rhodium rất ít bị lão hố . Với đương kính khá to của dây platin, con đường khuếch tán lại dài hơn, và như thế sự lão hố bị chậm lại. với một tỉ lệ đường kính nhất định ta cĩ hiệu số điện thế của hai dây PtRh va Pt do sự lão hố gây ra gần bằng 0. Cách thức này cĩ thể ứng dụng đối với PtRh 30% - PtRh 6 %. Tuy nhiên đối với loại NiCr-Ni(K) cách thức này
hố nhanh gấp 6 lân theo hướng âm! Cũng giống như thế đối với cặp nhiệt điện Fe – CuNi (TyPJ)!
Với cặp nhiệt điện loại platinrhodium - platin, ở nhiệt độ cao và lâu dài rhodium sẽ khuếch tán sang dây platin rịng. đĩ cũng là lí do lam điện áp nhiệt của cặp nhiệt điện loại này ngày càng giảm đi. Thường thì do sự khuếch tán qua vài giờ, vài ngày…điện áp nhiệt cĩ thể tăng lên do sự khuếch tán qua vài giờ, vài ngày …điện áp nhiệt cĩ thể tăng lên do sự khuếch tán ở hai dây khơng giống nhau …rồi sau đĩ khi sự khuêch tán khơng giống nhau.. rồi sau đĩ khi sự khuêch tán tiếp tục, điện áp sẽ giảm dần…
Với cặp nhiệt điên Fe Cu Ni, dây săt (Fe) rất dẽ bị đứt do bị rỉ sét, và với nhiều lý do khác cặp nhiệt điện typ J (Fe-CuNi) nên được loại bỏ, khơng nên dùng trong cơng nghiệp vì nhiều bất tiện.
Dưới 2000oC việc đo nhiệt độ với cặp nhiệt điện trong mơi trường oxi hĩa khử, yếu tố bền bỉ của cặp nhiệt điện đĩng vai trị thứ yếu. Lý do hầu hết các cặp nhiệt điện dùng trong cơng nghiệp đều cĩ vỏ bọc kín đối với mơi trường chất lỏng hay khí bên ngồi.
Trên 2000oC các cặp nhiệt điện thường phải để trần khơng cĩ vỏ bọc, vì trên nhiệt độ này vật liệu gốm cĩ độ cách điện rất bé. Thực tế cho thấy vật liệu gốm cách điện loại kém phẩm chất này cũng trở nên dẫn điện khá tốt.
Ở phần trên chúng ta đã nĩi đến vấn đề khuếch tán. Ngồi ra ở nhiệt độ cao khí hydro làm cho cặp nhiệt điện bị mịn đi, dễ gãy. Cho nên khi khơng cĩ vỏ bọc, cặp nhiệt điện chỉ được làm việc trong một mơi trường khí oxy hố. Cho mơi trường khí khử và trên 10000C người ta dùng cặp nhiệt điện loại Wolfram - Rhenium. Loại này thì lại chịu đựng được 02.
Khi sử dụng cặp nhiệt điện với vỏ bọc là gốm ta phải hết sức cẩn thận để khơng cĩ vết nứt. Như ta đã thấy, nguyên tố lạ bên ngồi sẽ khuếch tán vào đầu độc cặp nhiệt điện.
Ở nhiệt độ âm, các cặp nhiệt điện dẫn điện tốt hơn. Các electrơn dịch chuyển trong kim loại tự do hơn, dễ dàng hơn. Ảnh hưởng của các ion kim loại đối với electron rất yếu: Electron trong hai dây của cặp nhiệt điện cĩ trạng thái gần giống nhau: điện áp của PtRh/Pt ở - 500C gần như biến mất. Tuy nhiên cĩ vài loại cặp nhiệt điện cĩ thể làm việc đến nhiệt độ -2730C( = 15K).
Hai sợi của cặp nhiệt điện cĩ thể được hàn nối lại bằng cách làm nĩng chảy hay cĩ thể quấn chặt lại với nhau. Dù với cách nào, tính chất của cặp nhiệt điện ít bị ãnh hưởng. Tuy nhiên kh làm nĩng chảy để hai dây của cặp nhiệt điện được hàn dính lại với nhau, mà khơng bị làm bẩn do khuếch tan của nguyên tố lạ vào cặp nhiệt điện,người ta dùng ngọn lửa hàn trong khí argon.
