Comment déterminer si les thermocouples de type B et de type J sont en panne

La détermination de la défaillance des thermocouples de type B et de type J nécessite une évaluation complète prenant en compte leurs propriétés matérielles, leur environnement de fonctionnement et leurs méthodes de test. Généralement, la défaillance d'un thermocouple de type B se manifeste principalement par une dérive de température élevée, une contamination et une fragilisation, ainsi que par un signal faible, tandis que la défaillance d'un thermocouple de type J est généralement observée par une fracture par oxydation, des courts-circuits par corrosion et un potentiel thermoélectrique anormal. Voici une méthode systématique d’évaluation :

I. Apparence et inspection structurelle

1. Thermocouples de type B (Platine-Rhodium 30-Platine-Rhodium 6)

État du tube de protection : inspectez le tube de protection en corindon ou en alumine de haute pureté-pour déceler des fissures, des perforations ou de la poudre, en particulier dans les fours présentant de fréquentes fluctuations de température, où les contraintes thermiques peuvent facilement provoquer une rupture.

Observation du fil : si le tube de protection est endommagé, décollez-le et observez si le fil double platine-rhodium est devenu cassant, noirci ou présente une contamination « grêlée », indiquant une exposition à des vapeurs métalliques ou des dépôts de carbone.

Inspection de la passerelle : vérifiez si les bornes sont oxydées et noircies, si la couche d'isolation du câble est vieillie et si les joints de soudure se sont détachés.

2. Thermocouple de type J (fer-Constantan)

Oxydation de l'électrode positive en fer : vérifiez soigneusement si l'électrode positive en fer est chauffée au rouge-, rouillée ou cassante, en particulier après une utilisation prolongée au-dessus de 500 degrés, car elle est sujette à l'oxydation et à la casse.

Corrosion des électrodes négatives de Constantan : dans des environnements humides ou contenant du soufre-, le constantan (alliage de cuivre-nickel) se corrode facilement, se manifestant par une surface verdâtre ou des cloques.

Bornes : Vérifiez l'intrusion d'humidité qui pourrait provoquer de la corrosion ou des courts-circuits au niveau des bornes.

Remarque : Les thermocouples de type J fonctionnent mieux que les autres thermocouples en métaux communs dans des atmosphères réductrices, mais si une instabilité du signal est détectée, l'oxydation de l'électrode de fer doit être vérifiée en premier.

II. Tests de performances électriques

1. Test de continuité (gamme multimètre ohmmètre)

Déconnectez-vous du compteur et mesurez la résistance entre les deux bornes :

Valeur normale : les thermocouples de type B et de type J doivent mesurer plusieurs ohms à des dizaines d'ohms (en fonction de la longueur et du diamètre du fil) ;

Circuit ouvert : résistance infinie → Fil du thermocouple cassé, doit être remplacé ;

Court-circuit : Résistance proche de 0Ω → Court-circuit interne ou humidité, doit être séché ou remplacé.

Remarque : les thermocouples de type B ont un signal faible et sont plus sensibles à un mauvais câblage. Assurez-vous que les bornes sont solidement fixées.

2. Mesure du potentiel thermoélectrique (méthode millivoltmètre)

Utilisez un millivoltmètre de haute-précision pour mesurer la sortie de soudure froide et comparez-la avec la table d'étalonnage :

Type B : Le potentiel thermoélectrique théorique à 1 000 degrés est d’environ 4,8 mV. Si la valeur mesurée s'écarte de plus de ±0,1 mV, elle peut être vieillissante ou contaminée.

Type J : La valeur théorique est d'environ 5,0 mV à 100 degrés. S'il est inférieur à 4,5 mV, cela indique que le fil du thermocouple est détérioré ou fortement oxydé.

Recommandation : placez simultanément le thermocouple testé et un nouveau thermocouple du même modèle dans une source de température constante (comme un bain d'huile) et comparez les différences de sortie pour déterminer s'il est en panne.

III. Vérification de la mesure de la température réelle

1. Comparaison des environnements à température constante

Insérez le thermocouple dans une source de température constante à une température connue (comme de l'eau bouillante à 100 degrés ou un bain d'huile à 300 degrés) et comparez-le avec un thermomètre à résistance de platine standard :

Si la différence de température dépasse la plage de classe de précision (Type B ± 0,25 % t, Type J ± 2,5 degrés) et que les erreurs de câblage ont été exclues, il peut être déterminé qu'il est en panne.

2. Test de chauffage dynamique

Chauffez lentement et enregistrez le changement de potentiel thermoélectrique :

Si le signal ne change pas ou fluctue pendant le chauffage → mauvais contact interne ;

S'il ne peut pas revenir à zéro après refroidissement → un recuit irréversible ou des dommages par oxydation se sont produits sur le fil du thermocouple.

IV. Caractéristiques de défaillance dans des scénarios spéciaux

Tableau	Scénario	Caractéristiques de défaillance du thermocouple de type B	Caractéristiques de défaillance du thermocouple de type J
Environnement d'oxydation à haute-température	Stabilité à long terme-, mais si le tube de protection tombe en panne, le fil du thermocouple est facilement contaminé et devient fragile.	La cathode de fer s'oxyde rapidement et la durée de vie diminue fortement au-dessus de 500 degrés.
Atmosphère réductrice (H₂, CO)	Sujet à la « fragilisation du platine », ce qui rend le fil du thermocouple fragile et cassant.	Peut être utilisé normalement, c'est son scénario avantageux.
-Environnement contenant du soufre/humide	Sensible à la contamination, formant facilement un eutectique à bas-point de fusion-	Constantan se corrode facilement, entraînant une dérive du signal ou des courts-circuits.
Cyclisme thermique fréquent	La contrainte thermique provoque la fissuration du tube de protection, exposant le fil du thermocouple	Haute résistance mécanique et forte résistance aux vibrations.

Recommandation : Le type B convient aux environnements propres et à -température élevée ; Le type J convient aux sites industriels à moyenne- et basse-températures, mais les environnements d'oxydation et de sulfuration à haute-température doivent être évités.