Kā termiskā riteņbraukšana ietekmē termopāra dzīvi karstajā skrējienā?

Siltuma cikls-atkārtota karstās teknes sistēmas uzsildīšana un dzesēšana starp palaišanu, ražošanu un izslēgšanu-ir viens no termopāriem kaitīgākajiem stresa faktoriem. Katrs cikls pakļauj sensoru mehāniskai slodzei, ko izraisa atšķirīga termiskā izplešanās starp zondi un montāžas atveri. Ja zonde ir izgatavota no Inconel (termiskās izplešanās koeficients ~14×10⁻⁶/grāds) un veidne ir tērauda (~12×10⁻⁶/grāds), zonde izplešas nedaudz vairāk nekā caurums. Atsperi-noslogotā konstrukcijā šis palielinātais garums saspiež atsperi, saglabājot kontaktu. Tomēr, ja atsperes spēks ir nepietiekams vai ja zonde ir stingri nostiprināta, izplešanās var izraisīt zondes sprādzi, saliekot apvalku un saplaisājot iekšējo minerālo izolāciju. Simtiem ciklu laikā šis nogurums noved pie mikro{12}}plaisām vados, izraisot periodiskas ķēdes. Termiskā cikliskums arī paātrina termopāra sakausējuma oksidēšanos. Katru reizi, kad sensors tiek uzkarsēts līdz 350 grādiem, niķeļa-hroma un niķeļa-alumela stieples oksidējas uz virsmas, pakāpeniski mainot to sastāvu. Šai oksidācijai ir kumulatīvs-kopējais laiks augstā temperatūrā, bet ciklu skaits ir svarīgāks, jo katra karsēšanas fāze ievada svaigu skābekli un rada jaunus oksīda slāņus. Oksīda slānis krustojumā maina termoelektriskās īpašības, izraisot dreifēšanu, kas bieži lec pēc izslēgšanas un restartēšanas. Turklāt siltuma cikliskums izraisa minerālizolācijas (MgO) izplešanos un saraušanos, radot mikro{22}}lūzumus, kas ļauj mitrumam iekļūt vēsuma{23}}laikā, kad sensors saraujas un ievelk mitru gaisu. Mitrums samazina izolācijas pretestību, radot troksni un neregulārus rādījumus. Lai mazinātu riteņbraukšanas radītos bojājumus, palīdz vairākas stratēģijas: izmantojiet termopārus ar biezākiem apvalkiem, lai izvairītos no izliekšanās; nodrošināt, lai atsperes priekšslodze ir pietiekama, bet ne pārmērīga; uzklājiet uz vītnēm pret-saķeres savienojumu, lai novērstu žāvēšanu, kas var izraisīt saķeršanos; un izmantojiet mīkstās palaišanas rutīnu, kas pakāpeniski uzsilda kolektoru līdz 150 grādiem, pirms tiek izmantota pilna jauda, ​​samazinot termisko triecienu. Dažās iekārtās tiek pieņemta politika, saskaņā ar kuru karstā skrējēja netiek pilnībā atdzesēta starp īsiem pārtraukumiem,{29}}turot to 150-180 grādu gaidīšanas režīmā, tiek samazināts pilno termisko ciklu skaits. Turklāt, izvēloties termopāri ar elastīgāku apvalka materiālu (piemēram, Inconel 600, nevis 316 nerūsējošā tērauda), tiek uzlabota noguruma izturība. Ražotāji bieži nosaka savu termopāru cikla ilgumu -parasti 5000 līdz 10 000 ciklu standarta vienībām un līdz 20 000 lieljaudas versijām. Termisko ciklu (ne tikai darba stundu) skaita izsekošana palīdz paredzēt nomaiņu. Rezumējot, termiskā cikliskums ir kluss termopāru slepkava. Izprotot tā ietekmi un ieviešot seku mazināšanas pasākumus, formētāji var pagarināt sensoru kalpošanas laiku un samazināt neplānotu dīkstāves laiku, jo īpaši rūpnīcās, kas strādā vairākās maiņās ar biežu pelējuma maiņu.