El polvo de óxido de magnesio de alta-pureza es el relleno aislante central dentro de los termopares blindados sellados, responsable de aislar los cables de aleación internos de los termopares de las cubiertas metálicas y bloquear la pérdida de calor y la penetración de gases corrosivos. El óxido de magnesio de baja-pureza inferior contiene excesivas impurezas solubles, vapor de agua y partículas gruesas, lo que provocará rotura del aislamiento, oxidación interna del cable y-derivación de la señal a largo plazo después de un funcionamiento a alta-temperatura. Los fabricantes profesionales de termopares implementan estrictos estándares de inspección entrante para el polvo de óxido de magnesio desde cuatro dimensiones: pureza química, clasificación de partículas, contenido de humedad y resistencia de aislamiento a alta-temperatura, que son completamente ignoradas por las fábricas de sensores genéricos de pequeña-escala.
La pureza química es el principal indicador de inspección. El óxido de magnesio dedicado al canal caliente requiere una fracción de masa de MgO mayor o igual al 99,5%, con límites estrictos en elementos de impureza como calcio, silicio, hierro y aluminio. El exceso de impurezas de calcio y silicio formará compuestos de silicato conductores después de un calentamiento prolongado-por encima de los 300 grados, lo que reducirá el rendimiento del aislamiento e inducirá fallos de cortocircuito-intermitentes entre los cables internos positivos y negativos y la cubierta metálica. El óxido de magnesio de grado industrial de bajo costo- con una pureza inferior al 98 % no se puede utilizar para termopares de canal caliente; Después de un mes de producción continua, la resistencia del aislamiento cae de 1000 MΩ a menos de 10 MΩ, lo que activa frecuentes alarmas de TC SHORT. Los termopares de grado médico y alimentario-restringen aún más el contenido de impurezas de metales pesados para cumplir con los estándares de no precipitación LFGB y FDA.
La clasificación uniforme de las partículas determina la compacidad del relleno. El polvo debe adoptar una distribución de tamaño de partícula mixta de polvo fino y polvo medio grueso para lograr un llenado sin costuras de alta-densidad dentro del tubo de la funda. El polvo fino de un solo tamaño- forma grandes huecos internos durante el llenado, lo que retiene el aire y la humedad dentro de la sonda; después del calentamiento, el vapor de agua se expande y oxida la unión caliente de metales diferentes, generando una deriva cero severa. El laboratorio de inspección utiliza un analizador de tamaño de partículas para probar las curvas de clasificación, rechazando lotes con una distribución de tamaño de partícula única-dominante. El relleno de óxido de magnesio completamente compactado puede bloquear más del 98% de la penetración de vapor plástico corrosivo externo, lo que extiende en gran medida la vida útil de las uniones de detección de termopares.
El control del contenido de humedad es fundamental para prevenir la oxidación de las uniones internas. El valor de humedad máximo permitido del polvo de óxido de magnesio calificado es inferior o igual al 0,05%. El polvo con alto contenido de agua liberará vapor de agua cuando se calienta el termopar, y el vapor de agua reacciona con aleaciones de cromel-alumel tipo K-y aleaciones de hierro-constantano tipo J-para formar capas de óxido en la superficie de la unión caliente. Los lotes de materia prima que superen el estándar de humedad deben someterse a un tratamiento de secado a alta temperatura- de 12-horas antes de su uso; de lo contrario, todas las sondas terminadas sufrirán una deriva irreversible después del primer ciclo de calentamiento. Las materias primas de repuesto en polvo de óxido de magnesio deben almacenarse en barriles sellados llenos de nitrógeno con desecante para aislar la humedad del aire.
Las pruebas de resistencia del aislamiento a altas temperaturas- simulan condiciones reales de trabajo con canal caliente. Después de llenar con óxido de magnesio tubos de vaina de acero inoxidable estándar, el banco de pruebas calienta la muestra a 400 grados y mide la resistencia de aislamiento entre los cables internos y la vaina. El polvo calificado mantiene una resistencia de aislamiento superior a 500 MΩ a 400 grados; El polvo inferior muestra que la resistencia cae por debajo de 50 MΩ a alta temperatura, perdiendo la función de protección del aislamiento. Las sondas de termopar Hastelloy resistentes a la corrosión-requieren además una prueba de envejecimiento con vapor ácido del polvo de óxido de magnesio para verificar que no haya precipitación de impurezas conductoras en entornos de procesamiento de plástico que contengan halógenos-.
La inspección completa de entrada de óxido de magnesio elimina los riesgos ocultos de falla del aislamiento de los termopares terminados en la fuente de materia prima. Las fábricas que compran óxido de magnesio no probado y de bajo costo- reducen los costos iniciales de materia prima, pero sufren pérdidas masivas debido a frecuentes fallas de cortocircuito-de termopares y piezas de desecho en lotes en las líneas de producción. Los estándares estandarizados de inspección de óxido de magnesio garantizan un rendimiento de aislamiento estable a largo plazo-de los termopares de canal caliente blindados sellados.
