Ilmailun testaus: Lämpöparin vaatimukset äärimmäiselle kuumuudelle ja tärinälle

Ilmailu-avaruuskomponentit kohtaavat anteeksiantamattomat olosuhteet testauksen ja todellisen -toiminnan-räjäyttämisen aikana äärimmäisten lämpöjaksojen aikana, jotka vaihtelevat miinus-nollasta satoihin celsiusasteisiin, samalla kun ne kestävät säälimätöntä tärinää, joka uhkaa vaarantaa jopa järeimmät osat. Termoparit erottuvat tärkeimmistä työkaluista näiden ympäristöjen valvontaan. Lämpöparit erottuvat parhaista ratkaisuista lämpötilan mittaamiseen. Silti monet ilmailu- ja avaruusalan testausryhmät kamppailevat epäjohdonmukaisten lukemien, ennenaikaisten vikojen tai epätarkkojen tietojen kanssa termopareista, joita ei ole rakennettu tällaisia ​​ankaria skenaarioita varten. Perimmäinen syy on usein huomiotta jättäminen, kuinka äärimmäinen lämpö ja tärinä muokkaavat termoparin suorituskykyä tavallista teollista käyttöä pidemmälle.

Lämpöparit toimivat Seebeck-ilmiössä, jossa kaksi erilaista metallia, jotka ovat liittyneet risteykseen, synnyttävät jännitteen, joka on verrannollinen mittausliitoksen ja referenssiliitoksen väliseen lämpötilaeroon. Tämä yksinkertainen periaate tekee niistä monipuolisia, mutta kaikkia lämpöpareja ei ole luotu samanarvoisina-etenkään ilmailusovelluksiin. Eri metalliseosyhdistelmät sanelevat niiden lämpötila-alueen, kestävyyden ja tärinänkestävyyden. Esimerkiksi tyypin K termoparit (chromel-alumel) kestävät jopa 1 260 asteen lämpötiloja ja tarjoavat kohtuullisen tärinän sietokyvyn, joten ne ovat yleinen valinta yleisiin ilmailutesteihin. Tyyppi S (platina-rodium/platina) on erinomainen korkeammassa lämmössä, jopa 1 600 asteessa, mutta se on hauraampi ja altis voimakkaan tärinän vaurioille ilman asianmukaista suojausta. Tyyppi J (rauta-vakio) on kustannustehokas-, mutta menettää vakauden yli 750 asteessa ja korrodoituu nopeammin tietyissä polttoaineissa tai hapettavissa ympäristöissä, mikä rajoittaa sen käyttöä äärimmäisissä ilmailuolosuhteissa.

Kokemuksen mukaan tärinävauriot ovat yksi aliarvioituimmista ongelmista termoparien kanssa ilmailu- ja avaruustesteissä. Korkean Tämä ei aiheuta vain anturin vikaa; se johtaa virheellisiin tietoihin, jotka voivat johtaa insinöörit harhaan tekemään virheellisiä suunnittelupäätöksiä. Tämän lieventämiseksi kunnollisesta mekaanisesta kiinnityksestä ei- voida neuvotella. Lämpöparit tulee asentaa tärinänkestävällä-kiinnikkeellä, kuten hitsatuilla kannakkeilla tai korkean lämpötilan keraamisilla kiinnittimillä, eikä liimateipillä, jotka hajoavat lämmön vaikutuksesta ja siirtyvät tärinän vaikutuksesta. Punottu metallivaippa lyijylankojen ympärillä lisää myös suojaa, vähentää langan väsymistä ja estää hankausta muita osia vastaan.

Äärimmäinen lämpö tuo mukanaan omat haasteensa, jotka ulottuvat lämpötila-alueen rajojen ulkopuolelle. Nopea lämpökierto-jossa lämpötila nousee tai laskee äkillisesti-aiheuttaa lämpölaajenemista ja -supistumista lämpöparin metalleissa, heikentää liitoksia ja johtaa tarkkuuden ajautumiseen. Yli 1000 asteen ympäristöissä hapettuminen ja lejeeringin hajoaminen voivat muuttaa termoparin sähköisiä ominaisuuksia, jolloin lukemat eivät ole luotettavia. Itse asiassa hermeettisesti suljetulla liitoksella varustetun termoparin valitseminen estää hapettumisen ja saastumisen polttoaineista, jäähdytysnesteistä tai ilmakehän kaasuista. Keraaminen eristys on parempi kuin lasikuitu tai muovi korkeassa-lämmössä, koska se säilyttää rakenteellisen eheyden 1 800 asteeseen asti eikä päästä haitallisia höyryjä, jotka voisivat häiritä testausta.