Шаблоны сайтов для 1С-Битрикс, готовые решения, разработка сайтов Купить / Продать авто
Подольск, ул. Рощинская, д. 3
+7 495 971-44-38 +7 916 582-57-95

Термопары. Типы термопар, рекомендации по выбору

 
Эта статья содержит обзор существующих типов термопар, диапазоны измеряемых температур, условия эксплуатации. Рассматриваются различные материалы для их изготовления: никелевые и медно-никелевые сплавы – алюмель, хромель, копель, константан; медь, железо, вольфраморениевые сплавы – ВР5/ВР20; платина, платинородий.

Типы термопар из неблагородных металлов и их особенности


1. Тип °К (хромель-алюмель)
  • Используется для измерения температур в диапазоне от –200 °С до +1200 °С (рекомендуемый предел, зависящий от диаметра термоэлектродной проволоки).
  • В диапазоне температур от 200 до 500 °С может возникнуть эффект гистерезиса, когда показания при нагревании и охлаждении могут различаться.
  • В некоторых случаях разница достигает 5 °С.
  • Работает в нейтральной атмосфере или атмосфере с избытком кислорода.
  • После термического старения показания снижаются.
  • Может произойти изменение термо-ЭДС при использовании в разряженной атмосфере, т.к. хром может выделяться из Ni-Cr вывода (так называемая миграция). При этом термопара показывает заниженную температуру.
  • Атмосфера серы вредна для термопары, т.к. воздействует на оба электрода.

2. Тип °L (хромель-копель)
  • Используется для измерения температур в диапазоне от –200 °С до +800 °С (рекомендуемый предел, зависящий от диаметра термоэлектродной проволоки).

3. Тип °Е (хромель-константан)
  • Используется для измерения температур в диапазоне от –40 °С до +900 °С.
  • Обладает высокой чувствительностью, что является плюсом.
  • Материалы электродов обладают термоэлектрической однородностью.

4. Тип °Т (медь-константан)
  • Используется для измерения температур в диапазоне от –250 °С до +300 °С.
  • Может работать в атмосфере с небольшим избытком или недостатком кислорода.
  • Не рекомендуется использование термопар данного типа при температурах выше 400 °С.
  • Не чувствительна к повышенной влажности.
  • Оба вывода могут быть отожжены для удаления материалов, вызывающих термоэлекрическую неоднородность.

5. Тип °J (железо-константан)
  • На железном выводе может образоваться ржавчина из-за конденсации влаги.
  • Хорошо работает в разряженной атмосфере.
  • Максимальная температура применения –500 °С, т.к выше этой температуры происходит быстрое окисление выводов. Оба вывода быстро разрушаются в атмосфере серы.
  • Показания повышаются после термического старения.
  • Невысокая стоимость, т.к. в состав термопары входит железо.

6. Железо-копель
  • Используется для измерения температур в диапазоне от 0 до 760 °C.

7. Тип °А (вольфраморениевый сплав ВР – вольфраморениевый сплав ВР)
  • Используется для измерения высоких температур от 0 до 2500 °C в инертной среде.

8. Тип °N (нихросил-нисил)
  • Это относительно новый тип термопары, разработанный на основе термопары типа К. Термопара типа К может легко загрязняться примесями при высоких температурах. Сплавляя оба электрода с кремнием, можно тем самым загрязнить термопару заранее, и таким образом снизить риск дальнейшего загрязнения во время работы.
  • Рекомендуемая рабочая температура до 1200 °С (зависит от диаметра проволоки), возможна кратковременная работа при 1250 °С.
  • Высокая стабильность при температурах от 200 до 500 °С (значительно меньший гистерезис, чем для термопары типа К).
  • Считается самой точной термопарой из неблагородных металлов.


Типы термопар из благородных металлов и их особенности


1. Тип °В (платинородий-платинородиевая)
  • Максимальная температура, при которой может работать термопара, составляет 1500 °С (зависит от диаметра проволоки).
  • Кратковременное использование возможно до 1750 °С.
  • Присутствует эффект загрязнения водородом, кремнием, парами меди и железа при температурах выше 900 °С. Но данный эффект меньше, чем для термопар типа S и R.
  • При температуре выше 1000 °С термопара может загрязняться кремнием, который присутствует в некоторых видах защитных керамических материалов. Важно использовать керамические трубки, состоящие из высокочистого оксида алюминия.
  • Может работать в окислительной среде.
  • Не рекомендуется применение при температуре ниже 600 °С, где термо-ЭДС очень мала и нелинейна.

2. Тип °S (платинородий-платиновая)
  • Максимальная температура, при которой может работать термопара, составляет 1350 °С.
  • Кратковременное использование возможно до 1600 °С.
  • Присутствует эффект загрязнения водородом, углеродом, парами меди и железа при температурах выше 900 °С. При содержании в платиновом электроде 0,1% железа, тером-ЭДС изменяется более, чем на 1 °мВ (100 °С) при 1200 °С и 1,5 °мВ (160 °С) при 1600 °С. Такая же картина наблюдается при загрязнении медью. Вывод: термопары данного типа нельзя армировать стальной трубкой или следует изолировать электроды от трубки газонепроницаемой керамикой.
  • Может работать в окислительной атмосфере. При температуре выше 1000 °С термопара может загрязняться кремнием, который присутствует в некоторых видах защитных керамических материалов. Важно использовать керамические трубки, состоящие из высокочистого оксида алюминия.
  • Не рекомендуется применение ниже 400 °С, т.к термо-ЭДС в этой области мала и крайне нелинейна.

3. Тип °R (платинородий-платиновая)
  • Обладает такими же свойствами, что и термопары типа S.


Источник: http://www.metotech.ru/