La polvere di ossido di magnesio ad elevata-purezza costituisce il riempitivo isolante centrale all'interno delle termocoppie corazzate sigillate, responsabile dell'isolamento dei fili interni in lega della termocoppia dalle guaine metalliche e del blocco della perdita di calore e della penetrazione di gas corrosivi. L'ossido di magnesio a bassa-purezza inferiore contiene eccessive impurità solubili, vapore acqueo e particelle grossolane, che causeranno la rottura dell'isolamento, l'ossidazione del filo interno e la deriva del segnale a lungo-termine dopo il funzionamento ad alta-temperatura. I produttori di termocoppie professionali implementano rigorosi standard di ispezione in entrata per la polvere di ossido di magnesio in quattro dimensioni: purezza chimica, classificazione delle particelle, contenuto di umidità e resistenza all'isolamento alle alte-temperature, che sono completamente ignorati dalle fabbriche di sensori generici su piccola-scala.
La purezza chimica è l'indicatore principale dell'ispezione. L'ossido di magnesio dedicato al canale caldo richiede una frazione di massa di MgO maggiore o uguale al 99,5%, con limiti rigorosi sugli elementi impuri come calcio, silicio, ferro e alluminio. Le impurità di calcio e silicio in eccesso formeranno composti di silicato conduttivo dopo un riscaldamento a lungo-termine superiore a 300 gradi, riducendo le prestazioni di isolamento e inducendo guasti intermittenti di cortocircuito-tra i fili interni positivi e negativi e la guaina metallica. L'ossido di magnesio di grado industriale a basso-costo con purezza inferiore al 98% non può essere utilizzato per le termocoppie a canale caldo; dopo un mese di produzione continua, la resistenza di isolamento scende da 1000 MΩ a meno di 10 MΩ, attivando frequenti allarmi TC SHORT. Le termocoppie per uso medico e alimentare-limitano ulteriormente il contenuto di impurità di metalli pesanti per soddisfare gli standard LFGB e FDA contro le precipitazioni-.
La granulometria uniforme determina la compattezza del riempimento. La polvere deve adottare una distribuzione granulometrica mista di polvere fine e polvere medio-grossolana per ottenere un riempimento continuo ad alta-densità all'interno del tubo guaina. La polvere fine a dimensione singola- forma ampi vuoti interni durante il riempimento, trattenendo aria e umidità all'interno della sonda; dopo il riscaldamento, il vapore acqueo si espande e ossida la giunzione calda di metallo diverso, generando una grave deriva dello zero. Il laboratorio di ispezione utilizza un analizzatore della dimensione delle particelle per testare le curve di classificazione, scartando i lotti con distribuzione della dimensione delle particelle singola-dominante. Il riempimento di ossido di magnesio completamente compattato può bloccare oltre il 98% della penetrazione del vapore plastico corrosivo esterno, prolungando notevolmente la durata delle giunzioni di rilevamento della termocoppia.
Il controllo del contenuto di umidità è fondamentale per prevenire l'ossidazione della giunzione interna. Il valore di umidità massimo consentito della polvere di ossido di magnesio qualificata è inferiore o uguale allo 0,05%. La polvere con un elevato contenuto di acqua rilascia vapore acqueo quando la termocoppia viene riscaldata e il vapore acqueo reagisce con le leghe di cromol-tipo K-alumel e le leghe di ferro-costantana di tipo J per formare strati di ossido sulla superficie della giunzione calda. I lotti di materie prime che superano lo standard di umidità devono essere sottoposti a un trattamento di essiccazione ad alta-temperatura di 12-ore prima dell'uso, altrimenti tutte le sonde finite subiranno una deriva irreversibile dopo il primo ciclo di riscaldamento. Le materie prime di ricambio in polvere di ossido di magnesio devono essere conservate in fusti sigillati riempiti di azoto con essiccante per isolare l'umidità dell'aria.
I test sulla resistenza dell'isolamento alle alte-temperature simulano le reali condizioni di lavoro del canale caldo. Dopo aver riempito l'ossido di magnesio nei tubi con guaina standard in acciaio inossidabile, il banco di prova riscalda il campione a 400 gradi e misura la resistenza di isolamento tra i fili interni e la guaina. La polvere qualificata mantiene la resistenza di isolamento superiore a 500 MΩ a 400 gradi; la polvere inferiore mostra una resistenza che crolla sotto i 50 MΩ ad alta temperatura, perdendo la funzione di protezione dell'isolamento. Le sonde termocoppia Hastelloy resistenti alla corrosione-richiedono inoltre il test di invecchiamento con vapori acidi della polvere di ossido di magnesio per verificare l'assenza di precipitazione di impurità conduttive in ambienti di lavorazione della plastica contenenti alogeni-.
L'ispezione completa dell'ossido di magnesio in entrata elimina i rischi nascosti di guasti all'isolamento delle termocoppie finite alla fonte della materia prima. Le fabbriche che acquistano ossido di magnesio non testato a basso-costo riducono i costi iniziali delle materie prime, ma subiscono ingenti perdite a causa dei frequenti guasti di cortocircuito-delle termocoppie e dei pezzi di scarto in lotti sulle linee di produzione. Gli standard di ispezione standardizzati dell'ossido di magnesio garantiscono prestazioni di isolamento stabili a lungo termine-delle termocoppie a canale caldo corazzate sigillate.
