Типы термопар

Широкое применение в промышленности получили термоэлектрические преобразователи или термопары. Они отличаются точностью, простотой и удобством монтажа, возможностью определения локальной температуры, внушительным 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

РФ

МЭК*

положительного

отрицательного

нижний

верхний

кратков-ременно

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, учитывайте, главным образом, диапазон измеряемых температур и среду, в которой термопара будет эксплуатироваться, 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.

Назад

© ТД Эталон - датчики температуры, 2020

WebCanape - быстрое создание сайтов и продвижение

Яндекс.Метрика
Вы выделили текст на сайте td-etalon.com