如何选择矿物绝缘热电偶的护套

　　矿藏绝缘金属护套热电偶包含配套的热电偶线，这些热电偶线由经过轧制、拉伸或旋锻等方式紧缩直到减小至护套直径的绝缘资料（一般是氧化镁）包裹。MIMS热电偶的优势包含：
　　实现热电偶线与周围环境的化学隔离。
　　屏蔽电搅扰源对热电偶的搅扰。
　　保护热电偶线和绝缘层免受冲击损坏。
　　总装答应弯曲，具有灵活性。
　　二十年来，人们夸大了MIMS结构的性能。与非护套元件比较，MIMS结构频频呈现的状况是：可靠性较低、耐久性较差，且温度限制也较低。在400°C(750°F)以上的环境中使用时，含镍MIMS热电偶特别简单呈现校准不稳和寿数缩短等问题，而这是使用和选择热电偶时要着重考虑的要素。
　　滞后
　　热电滞后是导致校准不稳的一个重要要素。滞后是镍铬合金（如K型）在温度为200°C和600°C（较常发作在400°C）之间时发作的一种短期有序／无序现象。其表现是热电偶温度在此温度范围内周期改变时，校准也会呈现几度的改变。在200˚C和1000˚C（较常发作在750°C）之间加热或冷却时，N型热电偶的滞后可高达5°C。在900°C时滞后为2°C到3°C。举例来说，如果在500°C以下使用K型热电偶，能够经过在450°C时进行整夜退火处理来减少滞后。
　　氧化
　　氧化是会影响校准的另一种现象。因为氧化现象，Ni-Cr-AI合金（例如镍铬合金*）在500°C以上空气环境中的寿数有限。有一种特殊形式的氧化被称为"线朽铬线"(Green Rot)，它是指在含氧量低的环境（例如空气有限且不流通的护套中）中发作选择性铬氧化。镍铬硅的抗氧化温度高达约1250˚C(2300˚F)，并且不会呈现线朽铬线。
　　几种称为"Nicrobell"(**)的新型护套资料都包含铌含量为1.5%或3.0%的镍铬硅。Nicrobell"A"是为抗氧化而特制的。别的一种称为Nicrosil+(***)的护套资料包含镍铬硅和0.15%的镁。据陈述（见参考文献4），与一些经过测验的Nicrobell资料比较，这种资料不易脱落，并且寿数可能会更长。
　　镍铬硅本身对复原气体（大部分焚烧过程或许多热处理过程的产物）的耐受能力不高。将镍铬硅用作护套资料的其他改造办法可用于应对典型的非氧化环境。
　　污染
　　影响校准稳定性的第三个要素是污染。矿藏绝缘、一体化设计、金属护套热电偶背面的理念是，对包裹热电偶线和填充护套的极细矿藏氧化物（一般为氧化镁）绝缘层进行均匀紧缩能密封内部空间，然后消除污染。经过旋锻、轧制或拉伸紧缩的绝缘体85%左右是固体资料。这很有用，因为管材能够弯曲，也能够制作直径更小的组件。但是，它确实可能发作气体（如水蒸气或空气）侵入的现象。组成热电偶线或护套的元件也可能发作蒸汽分散。Bentley和Morgan断定，透过氧化镁绝缘层的锰蒸汽相分散对热电偶校准的影响较大。
　　金属疲惫
　　金属疲惫是热电偶寿数缩短的另一个原因。护套和热电偶线之间的温度线性膨胀系数差异能导致加热或冷却时发作应变。这些应变会因金属疲惫zui终导致开裂。加热到900˚C时，镍硅电偶合金与304不锈钢的热膨胀差异为长度的0.4%。镍铬硅与镍硅（支腿zui容易开裂）比较，两者的膨胀系数差只有0.05%。因此，对于N型热电偶的支腿来说，镍铬硅、Nicrosil+或Niobell制成的护套比不锈钢护套的抗金属疲惫性要好。
　　成分
　　不锈钢护套热电偶的成分改变一般高于Inconel(****)护套热电偶。Anderson等人进行的测验表明，KN支腿会呈现铬元素增
　　加，铝元素减少。这些成分改变是导致热电偶发作校准改变的主要要素。
　　大多数不锈钢的含锰量为1%到2%。304不锈钢的含锰量约为2%。其他不锈钢的锰浓度在1%到10%之间。Inconel的含锰量高达1%。依据经历，在1100˚C时继续1000小时，护套资猜中每1%的锰能导致呈现-10˚C的校准偏移。依据Bentley的测验，在1200˚C时，直径为3 mm的N型不锈钢护套在1000小时内漂移-24˚C。
　　湿度
　　护套内的水蒸气会发生多方面的影响。它能迅速被氧化镁吸收，然后降低绝缘电阻。湿气侵入能够在短短几分钟之内销毁MIMS热电偶组件。轻而言之，它会损坏镍铬合金表面的氧化保护涂层，从而加快损坏热电偶组件。因水蒸气而导致的改变结果非常严峻，能使绝缘电阻降低，足以使受影响的热电偶失效。绝缘电阻降低，能导致构成开路后呈现具误导性的温度读数、提前失效，乃至读数过错。
　　在热电偶制作或维修过程中能够引进水蒸气，乃至会因空运或在建筑工地长期存储（例如六个月）过程中发生的气压改变而引进水蒸气。
　　主张
　　尽管上述内容未提及，但这些热电偶资料的直径与高温环境下的稳定性和长寿数之间存在着必定的联系。在高温环境下，支撑电加热器的砖表面会变为导体。这会导致电流经过热电偶护套（也可能经过丈量仪器）传导到地面。