+7 (4812) 209-311
E-mail: info@td-etalon.com

Типы термопар

Широкое применение в промышленности получили термоэлектрические преобразователи, или термопары. Они отличаются точностью, простотой и удобством монтажа, возможностью определения локальной температуры, значительным рабочим диапазоном измерения: от -270 до +2500°С.

Термоэлектродные материалы, предназначенные для изготовления термопар, должны быть прочными и обладать жаростойкостью, высокой чувствительностью, стабильностью, термоэлектрической однородностью, химической инертностью. Но в настоящее время не существует такого материала, который удовлетворил бы все требования. Поэтому возникает необходимость подбора пары термоэлектродов из различных сплавов таким образом, чтобы минимизировать отклонения реальной термо-ЭДС, развиваемой термопарой при заданных температурах, от стандартных значений, что и определяет конкретный тип термопары.

В качестве термоэлектродных материалов для изготовления термоэлектрических преобразователей применяются, главным образом, чистые металлы и их сплавы, такие как платина, платина-родий, хромель, алюмель, медь, железо и др.

Основные параметры термоэлектрических преобразователей и требования к типам термопар нормализованы в Межгосударственном стандарте ГОСТ 6616694 «Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия». Согласно стандарту определено двенадцать типов термопар.

Основные типы термопар и их параметры

Тип термопары	Обозначение градуировки		Материал термоэлектродов		Пределы измерения температур, °С			Примечания
Тип термопары	РФ	МЭК*	положительного	отрицательного	нижний	верхний	кратков-ременно	Примечания
Хромель-алюмелевая	ХА	К	Хромель Ni+9,5 Cr	Алюмель Ni+Isi+2Al+2,5Mn	-200	+1200	+1300	Термопара ХА обладает широким диапазоном температур и высокой чувствительностью. Основной проблемой хромель-алюмелевых термопар являются коррозия и охрупчивание термоэлектрода. Для защиты от коррозии используют вентилируемые защитные чехлы большого диаметра или чехлы с помещенными внутри газопоглотителями (геттерами).
Хромель-копелевае	ХК	L	Хромель Ni+9,5 Cr	Копель Cu+(42-44)Ni+0,5Mn+0,1Fe	-200	+600	+800	ТХК является самой распространенной в промышленности термопарой, часто применяется при измерении малых разностей температур. Характеризуется наибольшей чувствительностью и стабильностью, но восприимчива к деформации термоэлектрода. Рабочая среда окислительная или содержащая инертные газы.
Хромель-константовая	ХКн	E	Хромель Ni+9,5 Cr	Констант Cu+(40-45)Ni+1,0Mn+0,7Fe	-200	+700	+900	Преимуществами ТХКн является высокая чувствительность, термоэлектрическая однородность материалов электродов, возможность использования при низких температурах.
Медь-копелевая	МК	M	Медь Cu	Копель Cu+(42-44)Ni+0,5Mn+0,1Fe	-200	+100	-	ТМК может работать в окислительной или восстановительной атмосфере, а также в вакууме. Не чувствительна к повышенной влажности. Оба термоэлектрода могут быть отожжены для удаления материалов, вызывающих термоэлекрическую неоднородность.
Медь-константовая	МКн	T	Медь Cu	Констант Cu+(40-45)Ni+1,0Mn+0,7Fe	-200	+350	+400	Термопара МКн может использоваться в атмосфере с небольшим избытком или недостатком кислорода, не чувствительна к повышенной влажности. Оба вывода могут быть отожжены для удаления материалов, вызывающих термоэлекрическую неоднородность.
Железо-константовая	ЖК	J	Железо Fe	Констант Cu+(40-45)Ni+1,0Mn+0,7Fe	-200	+750	+900	ТЖК работает с окислительными, восстановительными, инертными средами и вакуумом. Особенностью является возможность измерения положительных температур совместно с отрицательными.
Нихросил-нисиловая	НН	N	Нихросил Ni+14,2Cr+1,4Si	Нисил Ni+4,4Si+0,1Mg	-270	+1200	+1300	ТНН считается самой точной термопарой из неблагородных металлов. Отличается высокой стабильностью при температурах от +200 до +500°С.
Сильх-силиновая	СС	I	Сильх Ni+9Cr+0,9Si	Силин Ni+(2-2,8)Si	0	+800	-
Платинородий-платиновая	ПП13 ПП10	R S	Платина-родий Pt+13Rh Pt+10Rh	Платина Pt Pt	0	+1300	+1600	Термопары ПП самые распространённые для измерения очень высоких температур в окислительных и инертных средах. К достоинствам можно отнести точность измерений, хорошую воспроизводимость и стабильность термо-ЭДС. К недостаткам – повышенную чувствительность к химическим загрязнениям отрицательного платинового электрода.
Платинородий-платинородиевая	ПР	В	Платина-родий Pt+30Rh	Платина-родий Pt+6Rh	+600	+1700	-	ТПР применяются в окислительных и инертных средах, а также в вакууме. В сравнении с ПП, термопары ПР обладают немного меньшей термо-ЭДС, но большей механической прочностью и стабильностью, меньшей чувствительностью к загрязнениям, способностью измерять более высокие температуры.
Вольфрамрений-вольфрамрениевая	ВР	A-1; A-2; A-3	Вольфрам-рений W+5%Re	Вольфрам-рений W+20Re	0	+2200	+2500	Термопары ВР предназначены для длительного измерения температуры в чистых инертных средах, сухом водороде и вакууме. Даже небольшое количество кислорода существенно уменьшает срок службы термопары. В окислительных средах термопары данного типа могут быть использованы только для измерения температуры в быстротекущих процессах. При значениях температуры выше значений, при которых начинается катастрофическое окисление, срок службы термопары исчисляется минутами.

*МЭК - международный электротехнический комитет.

В заключение отметим, что выбирая конкретный тип термопары, учитывать нужно, главным образом, диапазон измеряемых температур и контролируемую среду, так как значительные температурные колебания или же присутствие агрессивных к материалам термопары элементов существенно уменьшает срок службы. Точность и стабильность измерений также важны - наиболее точными являются термопары из благородных металлов, именно их используют в качестве эталонных термоэлектрических преобразователей, но высокая стоимость является главным недостатком термопар типа ПП и ПР. Термопары из неблагородных металлов дешевы и просты в обращении, устойчивы к вибрациям, могут выпускаться во взрывозащищенном исполнении, но имеют ограничения по характеристикам. Если возникнут сложности с выбором термопары, наши специалисты всегда помогут вам подобрать термоэлектрический преобразователь под вашу задачу.