מהי ההשפעה של טמפרטורת הסביבה על מדידת צמד תרמי?

1) חמצון סלקטיבי
לגבי סגסוגות Ni Cr המכילות Fe, אם לחץ החמצן החלקי נמוך מערך מסוים, Cr עם זיקה גבוהה ל-O2 יעבור חמצון סלקטיבי, שהוא חמצון גבול גרגר ייחודי של סגסוגות Ni Cr. אם שכבת תחמוצת פני השטח נצפית תחת מיקרוסקופ, ניתן לראות משקעים ירוקים, אשר מכונה בדרך כלל "תחריט ירוק". במיוחד כאשר הטמפרטורה נעה בין 800 מעלות ל-1050 מעלות והמערכת מכילה גזים משקמים כגון CO ו-H2, האלקטרודה החיובית של הצמד התרמי מסוג K נוטה יותר לחמצון סלקטיבי. הפוטנציאל התרמואלקטרי הנמוך שנגרם כתוצאה מהירידה בתכולת Cr הפך לגורם מגביל לשימוש ארוך טווח בצמדים תרמיים מסוג K בתעשיית הטיפול בחום. אם הגז המשמש טהור מאוד ואין חמצן במערכת, זה יכול להאריך את חיי השירות של הצמד התרמי. עם זאת, אם יש שכבת תחמוצת על פני החוט של הצמד התרמי, עדיין ניתן לספק מספיק חמצן לחמצון סלקטיבי של Cr. לכן, בשימוש באטמוספרות שאינן מחמצנות, יש להשתמש בחוט נקי ומלוטש. יחד עם זאת, יש לעשות מאמצים למנוע שימוש בגזים אינרטיים עם כמויות קטנות של חמצן או אוויר עם לחץ חלקי חמצן נמוך. כאשר יחס האורך לקוטר של צינור התחזוקה גדול (כלומר, צינור התחזוקה דק מאוד), עקב זרימת אוויר לקויה, הוא יוצר מצב אנאירובי, וכמות החמצן הקטנה שנותרה עדיין יכולה לספק תנאים לחמצון סלקטיבי של Cr.
2) אסטרטגיות לחמצון סלקטיבי
על מנת למנוע או להאט את ההידרדרות של צמדים תרמיים מסוג K הנגרמת על ידי חמצון סלקטיבי, בנוסף לשיפור החומר, יש לנקוט באמצעים מתאימים גם בבניית צמדים תרמיים:
① בחר מתכת בעלת זיקה חזקה יותר לחמצן מאשר Cr כמשאף, אטום אותה בתוך צינור תחזוקה כדי למנוע חמצון סלקטיבי של Cr, והגדל את תכולת החמצן על ידי הגדלת קוטר צינור התחזוקה או ניפוח אוויר.
② התמצקות של צמדים תרמיים מוכנים. המוצר המיוחד שפותח על ידי המחבר, צמד תרמי תנור קרבוריזציה מסוג מוצק, הוא צמד תרמי מורכב בעל מבנה אטום שיכול למנוע חמצון סלקטיבי של Cr. תוכנית זו הוכחה כיעילה במשך שנים של שימוש על ידי יותר מעשרה ארגונים, כולל Wa Jin Group, FAW, 2W, Epson Industrial Furnace, Shenzhong, Shenchi ו-Qianjiang Motorcycle. חיי השירות הם מעל 12 חודשים, והמשתמשים מרוצים מאוד [4]. 3) השימוש באטמוספירה משפיע על יציבותם של צמדים תרמיים. בשל טמפרטורות הפעלה ואטמוספרות שונות, טמפרטורת הפעולה הגבוהה ביותר של אותו חיישן, כגון צמדים תרמיים מסוג K, משתנה גם היא בקטרים ​​שונים. גם לצמדים תרמיים מסוג K בעלי אותו קוטר יש הבדלים משמעותיים ביציבות עקב קונסטרוקציות שונות.

בעת בחירת צמד תרמי, יש צורך לשקול את הנקודות הבאות בהתבסס על תנאי ההפעלה:
① טמפרטורה נפוצה וטמפרטורת הפעלה הגבוהה ביותר
② אווירה ליישום כגון שיקום חמצון
③ לגבי הביצועים נגד רטט של צמדים תרמיים מורכבים, השפעת האטמוספירה תלויה תחילה בחומר של צינור התחזוקה ובמבנה של הצמד התרמי. לכן, יש צורך להכיר ולשלוט בתכונות הפיזיקליות והכימיות של חומרי צינורות תחזוקה שונים. לדוגמה, בתעשיית מטלורגיית האבקות, צינורות מוליבדן משמשים בדרך כלל כצינורות תחזוקה של צמד תרמי. אפקט היישום טוב באווירת H2 ב-1600 מעלות. עם זאת, צינורות מוליבדן מתכלים במהירות עקב חמצון באווירה מחמצנת. שנית, יש לבחור צמדים תרמיים מתאימים על סמך אווירת היישום. יש לבחור צמדים תרמיים של פלטינה רודיום באווירה מחמצנת מעל 1300 מעלות, ויש להשתמש בצמדים תרמיים של טונגסטן רניום בתנאי שיקום ואקום. לגבי צמדים תרמיים מסוג K, הם מתאימים לעבודה באטמוספרות כמו אוויר ו-O2. עם זאת, בשימוש ב-H2, המראה שלהם משוחזר על ידי H2 ואין לו השפעה תוך פרק זמן קצר. אם נחשף ל-H2 במשך זמן רב, הוא יאיץ את ההתאוששות ויגרום לחוט התרמי לגדול ולהישבר; באטמוספרות משקמות כמו CO או גז, השפלה שלו תאיץ משמעותית ותעלה על התקן. לגבי צמדים תרמיים משוריינים, הרדיוס האטומי של המימן קטן מאוד, מה שמקל על הכניסה הפנימית שלו דרך המעיל, מה שגם יאיץ את השפלה ויגרום לירידה משמעותית בפוטנציאל התרמו-אלקטרי.
4) השפעת התנגדות הבידוד
צמדים תרמיים משתמשים בחומרי בידוד, ובטמפרטורות גבוהות התנגדות הבידוד שלהם יורדת בחדות עם עליית הטמפרטורה, וכתוצאה מכך זרם דליפה. זרם זה זורם דרך חומר הבידוד שירד בעבר בהתנגדות הבידוד ונכנס למכשיר, וגורם לאינדיקציות לא יציבות של המכשיר או לשגיאות מדידה. זה גם עלול לגרום למכשיר ההקלטה להקיש באקראי.