作者：Víctor Zacarías，Global热方案墨西哥公司执行董事
热电偶：如果没有它们，您就不能准确地执行热处理工艺。但是，您怎样才能根据自己的需要选择最合适的热电偶？目前的标准有哪些要求？以下内容能够帮助您正确地选择热电偶。
SAE AMS2750航空标准和AIAG CQI-9、CQI-11、CQI-12、CQI-29汽车标准都是热处理行业广泛接受的温度控制标准，它们描述了对工艺炉内热电偶的使用和控制的要求。本文将帮助您了解这些标准的要求，以便您能够在选择热电偶时作出正确的决定，从而以高重现性的测量保证工艺的可靠性。
1. 应用
为了正确地选择热电偶用于温度的控制和记录，您首先必须考虑工艺的类型。如果想选出合适的热电偶，一定要重视那些可能影响其性能的因素，比如：
• 它将被使用的温度范围
• 它将接触到的气氛类型
• 可能存在的电气干扰
• 适用规范所要求的精度
现有的标准根据热电偶的制造工艺和最终用途对它们进行了分类。这些类型包括：
a) 廉金属热电偶和贵金属热电偶
b) 消耗式和非消耗式热电偶
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2. 热电偶的类型及其防护
2.1 廉金属热电偶和贵金属热电偶
廉金属热电偶用铁、铬、镍、铜等基本合金制成，由于用途广和成本低而成为业界最常用的类型。
廉金属热电偶分为K型、E型、J型、N型和T型。服务周到的传感器供应商将会根据用途、温度范围和您的预算来推荐合适的热电偶（见表1）。
贵金属热电偶用铂和铑等金属制成，类型包括R、S和B。这些热电偶在高温下更稳定，能够长期保持精度。不过，由于它们是用贵金属制造的，成本很高。由于具有这样的特点，贵金属热电偶是真空热处理应用和高温工艺的首选。
2.2 消耗式和非消耗式热电偶
相关标准的另一种分类方式是根据热电偶元件的保护材料。
消耗式热电偶的元件上包覆着玻璃纤维、陶瓷纤维或聚合物等材料，通常以线卷的形式供货。这种形式让用户能够将金属丝切割成需要的尺寸，然后采用扭接或焊接方法将两根金属丝接合在一起制成热电偶。它们非常适合于一次性使用，比如温度均匀性测试或炉料热电偶（见图1）。
图1：使用由陶瓷纤维保护的K型消耗式热电偶进行的温度均匀性测试
与之不同，非消耗式热电偶通常采用陶瓷或矿物绝缘材料进行保护，外面还有金属护套（这种结构的热电偶元件不外露），所以使用寿命更长。它们是控制和记录用热电偶的首选（见图2）。
图2：非消耗式N型和K型矿物绝缘热电偶
无论用途如何，只要在安装传感器时需要连接导线，就必须使用标准的连接器和端子（比如图3所示的类型）进行连接，因为AMS2750和CQI-9都禁止采用导线拼接。
图3：标准的K型连接器
3. 标定
根据标准的规定，热处理工艺中使用的所有热电偶在首次使用前都必须经过标定。热电偶用户必须保证，它们的标定符合某个国家实验室（比如美国的NIST或墨西哥的CENAM）的可追溯性要求。
高温测量标准按照热电偶的最终用途为它们规定了可以接受的误差范围。
最终用途的类型包括：标准热电偶，测试用热电偶（系统精度测试和温度均匀性测试），控制和记录用热电偶，炉料热电偶（见表2）。表2按照传感器的用途分别列出了允许的最大误差。
热电偶安装完毕后，负责热处理操作的人必须记下热电偶投入使用的日期，因为标准的规定是根据传感器的用途来确定其使用寿命。
在拿到热电偶的报告/证书时，用户一定要检查文件的内容，因为标准专门规定了标定报告应当给出的最基本的信息，包括但不限于：
1. 测量读数
2. 实际读数
3. 修正系数
4. 数据来源
5. 实验室认可资质
6. 采用的标定方法
标定证书既可以包括单支热电偶，也可以包括使用同一批材料（同一个线卷）制成的一组热电偶。
必须指出的是，AMS2750和CQI-9都要求，所有标定均应由拥有ISO/IEC 17025认可资质的机构来完成。所以，在选择您的供应商之前，一定要查看它们的资质证书。
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4. 结语
如果您曾经在购买热电偶时犯过错误，您就会知道事情有多麻烦。所以，下面归纳了让您能够根据您的用途快速、轻松、正确地选择热电偶的5个步骤：
1.确定热电偶类型：廉金属（K、T、J、E、N或M）还是贵金属（S、R或B）型
2.确定您需要的防护类型：玻璃纤维，聚合物，陶瓷纤维，金属，等等
3.确定热电偶将要被使用的准确的温度范围
4.确定热电偶的用途：标准热电偶，SAT/TUS测试用热电偶，或者控制/炉料热电偶
5.索要符合适用标准（AMS2750或CQI-9）的标定证书
作者简介：
Víctor Zacarías是一位冶金工程师，毕业于墨西哥克雷塔罗自治大学，还在蒙特雷理工学院学习过战略管理。他在热处理企业管理方面拥有超过15年经验，目前在Global热方案墨西哥公司担任执行董事。Victor在墨西哥、美国、巴西、阿根廷和哥斯达黎加主持过许多课程、研讨会和评估会，还是AIAG热处理工作组（CQI-9委员会）成员和SAE航空材料工程委员会成员。
如需了解更多信息，请联系Victor：victor@globalthermalsolutions.com
备注：本文已刊登于2023年4月的《Industrial Heating》热处理会刊上。
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