Основным способом измерения высокотемпературных параметров различных процессов является использование термопар.
Основным способом измерения высокотемпературных параметров различных процессов является использование термопар. Точность результатов и скорость фиксации изменений в системе полностью зависят от теплопроводности и защитных показателей кожуха термопары. Высокими эксплуатационными характеристиками обладают чехлы для термопар из карбида кремния (SiC), полученного путем реакционного спекания.
Керамический композитный материал, получивший название самосвязанного карбида кремния, получают соединением (спеканием) карбида кремния с графитом (сажей) и кремнием, температура реакции составляет 2200°С. В результате образуется карбид кремния крупнокристаллической модификации, прошитый тем же соединением, но в виде мелкокристаллической дисперсии. Посторонние примеси в такой керамике минимальны и не превышают 1%, остатки непрореагировавших кремния и углерода придают материалу зеленый или черный цвет.
Основные преимущества самосвязанного карбида кремния:
- высокая удельная теплопроводность (абсолютные величины превышают показатели лучших марок жаропрочной стали в 5 раз);
- легкий материал, низкая плотность (по сравнению со сталью в 2,6 раза);
- прочность, стойкость к действию агрессивных сред, абразивных материалов, коррозии в условиях очень высоких температур.
Из самосвязанного карбида кремния изготавливают защитные чехлы для термопар с наружным диаметром от 18 до 60 мм (внутренний диаметр – 14-50мм), длина трубки составляет до 1000мм (иногда до 1200мм).
Эффективная работа термопар в чехлах из самосвязанного карбида кремния обеспечивается при максимальной рабочей температуре:
- в окислительно-восстановительной среде - до 1350°С;
- в среде инертных газов – до 2200°С;
- в условиях вакуума – до 1900°С.
Контроль температурных параметров приборами в таких керамических гильзах осуществляется в расплавах цветных металлов, солей, реакционных массах химических процессов, продуктах нефтекрекинга, газовых потоках и т.п. В зависимости от особенностей технологических режимов и химического состава среды срок службы защитных чехлов составляет от сотен до тысяч рабочих часов.
Термопары в керамических чехлах из самосвязанного карбида кремния характеризуются:
- высокой точностью измерений;
- низкой инерционностью;
- позволяют фиксировать температурные изменения на уровне 1000°С.
Такие термоэлектрические приборы с надежной защитной оболочкой работают в постоянном режиме или в определенных интервалах по времени, а, значит, позволяют оперативно регулировать и управлять процессами в химии, металлургии и других отраслях промышленности.
