Что такое платиновая термопара. Как устроена платиновая термопара. Каковы основные характеристики платиновой термопары. Где применяются платиновые термопары. Каковы преимущества и недостатки платиновых термопар.
Что такое платиновая термопара и как она работает
Платиновая термопара — это высокоточный датчик температуры, состоящий из двух проводников: один из чистой платины, а второй из сплава платины с 10% родия. Принцип работы основан на термоэлектрическом эффекте — возникновении электродвижущей силы в цепи из разнородных проводников при нагреве места их соединения.
При нагреве спая платиновой термопары в ней возникает термоЭДС, пропорциональная измеряемой температуре. Эта зависимость близка к линейной, что позволяет с высокой точностью определять температуру по величине термоЭДС.
Основные характеристики платиновых термопар
Платиновые термопары обладают следующими ключевыми характеристиками:
- Диапазон измеряемых температур: от -50°C до +1600°C
- Чувствительность: около 10 мкВ/°C
- Высокая стабильность показаний во времени
- Хорошая воспроизводимость результатов
Благодаря использованию благородных металлов, платиновые термопары обладают высокой коррозионной стойкостью и могут длительно работать при высоких температурах без деградации характеристик.
Области применения платиновых термопар
Платиновые термопары широко применяются в различных областях науки и техники:
- Металлургия — измерение температуры расплавов металлов
- Химическая промышленность — контроль температуры в реакторах
- Энергетика — контроль температуры в котлах и турбинах
- Авиация и космонавтика — измерение температуры газовых потоков
- Научные исследования — высокоточные измерения температуры
Высокая точность и стабильность делают платиновые термопары незаменимыми для ответственных измерений температуры в промышленности и науке.
Преимущества платиновых термопар
Основными достоинствами платиновых термопар являются:
- Высокая точность измерений во всем диапазоне температур
- Отличная воспроизводимость результатов
- Долговременная стабильность характеристик
- Широкий диапазон измеряемых температур
- Высокая коррозионная стойкость
- Возможность работы в агрессивных средах
Эти преимущества обусловлены использованием благородных металлов и тщательным контролем качества при изготовлении термопар.
Недостатки платиновых термопар
К недостаткам платиновых термопар можно отнести:
- Высокая стоимость из-за применения драгоценных металлов
- Хрупкость платиновых проводников
- Необходимость использования специальных защитных чехлов
- Ограниченный ресурс при очень высоких температурах
- Чувствительность к загрязнениям и примесям
Несмотря на эти недостатки, платиновые термопары остаются одним из самых точных и надежных датчиков температуры для ответственных применений.
Конструкция и изготовление платиновых термопар
Платиновая термопара состоит из двух проводников — положительного электрода из сплава платины с 10% родия и отрицательного электрода из чистой платины. Проводники свариваются или спаиваются на одном конце, образуя измерительный спай.
При изготовлении платиновых термопар предъявляются очень высокие требования к чистоте материалов и технологии производства. Это необходимо для обеспечения стабильности характеристик и высокой точности измерений.
Градуировка и калибровка платиновых термопар
Для обеспечения точности измерений платиновые термопары подвергаются тщательной градуировке и периодической калибровке. Градуировка проводится по реперным точкам — температурам фазовых переходов чистых веществ. Для платиновых термопар основными реперными точками являются:
- Температура плавления золота (1064.18°C)
- Температура затвердевания серебра (961.78°C)
- Температура затвердевания меди (1084.62°C)
Регулярная калибровка позволяет компенсировать небольшой дрейф характеристик термопары, возникающий в процессе эксплуатации.
Особенности эксплуатации платиновых термопар
При использовании платиновых термопар необходимо учитывать следующие особенности:
- Требуется защита от механических повреждений из-за хрупкости платиновых проводников
- Необходимо применение защитных чехлов для предотвращения загрязнения
- Следует избегать резких перепадов температуры, вызывающих термоудар
- Нежелательно длительное воздействие восстановительной атмосферы
- Требуется компенсация температуры холодного спая для точных измерений
При соблюдении этих правил платиновые термопары обеспечивают высокоточные и стабильные измерения температуры в течение длительного времени.
Сравнение платиновых термопар с другими типами датчиков температуры
По сравнению с другими распространенными датчиками температуры платиновые термопары имеют следующие особенности:
- Более широкий диапазон измерений, чем у термометров сопротивления
- Выше точность и стабильность, чем у термопар из неблагородных металлов
- Меньшая инерционность по сравнению с термометрами сопротивления
- Более высокая стоимость, чем у других типов термопар
- Возможность работы при более высоких температурах, чем большинство датчиков
Выбор платиновой термопары оправдан, когда требуется сочетание высокой точности, широкого диапазона и долговременной стабильности измерений температуры.
Термопара платина-платинородие-вая. Пределы измерения температуры -Ь 1б[c.231]
Термопара платина-платинородие-вая, лабораторная. Пределы измерения температуры 1300°. В фарфоровом защитном чехле То же [c.231]
Э. д. с. термопары платина-платинородий при различных температурах [c.88]
Для измерения температур в пределах О—400″ С рекомендуется пользоваться ртутными термометрами или термопарами ТХК (хромель—копель). Для измерения температур в пределах О—1100 С следует применять термопары ТХА (хромель—алюмель), для измерения температур О—1600° С — термопары ТПП (платинородий— платина), а для температуры О—1800° С — термопары ПР-30/6 (платинородий 30 — платинородий 6).
Применение платиноидов и их соединений. Наибольшее применение находит сама платина. Она используется для изготовления химической посуды и ответственных деталей химической аппаратуры, работающих в агрессивных средах при высоких температурах. Проволоки из платины и ее сплава с 10% родия являются ветвями высокотемпературной платина-платинородие-вой термопары, позволяющей измерять температуру до 1600 °С в окислительной атмосфере. [c.426]
От 630° ДО ТОЧКИ плавления золота интерполяция температуры выполняется при помощи стандартной (образцовой) термопары платино-платинородий, один спай которой находится при температуре 0 . Выше точки плавления золота температуры определяются по формуле излучения Планка. [c.11]
Измерительную ячейку включают последовательно с медным кулонометром и амперметром. Перед началом опыта средний и крайние цилиндрики вместе с электродами взвещивают. Электролиз ведут в трубчатой печи при температуре 250—300° С. Для равномерного распределения температуры нихромовую обмотку частично сдвигают от середины к концам фарфоровой трубки печи. Температуру печи контролируют платина-платинородие-вой термопарой. Через систему пропускают слабый ток порядка 7—10 мА. Продолжительность опыта — до 5 ч. После электролиза зажимы, сжимающие цилиндрики и электроды, ослабляют и проводят взвешивание, Масса среднего цилиндрика должна остаться без изменения, что служит контролем правильного проведения опыта. [c.136]
Температура в реакторе замеряется платино-платинородие-выми термопарами в шести точках на выходе конвертированного газа из реактора (Г ), в кипящем слое катализатора на расстоянии 80 мм (Гг), на расстоянии 40 мм (Гз) и на расстоянии 10 мм (Г4) от основания дутьевой решетки, в камере смешения кислорода с метаном (Гд) и у места ввода дутья в камеру смешения (Ге). Установленные в различных зонах реактора термопары дают возможность проследить за ходом изменения температуры в процессе исследования.
Температура измерялась как с помощью платина-платинородие-вых термопар, так и с помощью конусов Зегера, из которых приготовлялись частицы различной формы для различных номеров конусов. Частицы конусов Зегера примешивали к частицам испытуемого топлива и по оплавлению конусов Зегера судили о максимальных температурах процесса газификации топлива. Это было особенно важно для высоких температур, когда платина-платино-родиевые термопары выходили из строя. [c.212]
ДТА производили при непрерывном нагревании образца фосфорита (навеска 2 г) со скоростью 8 град мин. Эталоном служила окись алюминия, термопары использовали платино-платинородие-вые. Одновременно с кривыми нагревания производили регистрацию объемов выделяющихся газов при нагревании фосфоритов. Для раздельного определения паров воды и углекислого газа использовали поглотители. По разности объемов газов, полученных без поглотителя и с поглотителем, вычисляли количество воды и углекислого газа, выделяющихся при нагревании фосфорита [1]. [c.11]
Расплав стали получали переплавом заготовок в высокочастотной индукционной печи емкостью 8 кг. После расплавления металла производилось озвучивание его или необходимая для сравнения по времени плавки выдержка. В конце плавки прс-изводилось раскисление металла. Температура расплава измерялась термопарой погружения типа ПП (платина—платинородий). Металл разливался в предварительно прокаленные при 900—950 С в течение 8—9 ч керамические формы-клинья. [c.391]
Температура стекломассы измеряется с помощью термопары или радиационного пирометра. Работа термопары основана на возникновении э, д. с., пропорциональной разности температур спаев двух разнородных металлов илп сплавов, например, платины и платинородия Радиационным пирометром измеряется интенсивность цз-
Платинородий— платина (10% КЬ) ТПП ПП-1 —20 1300 1600 -20- +300 300-1600 0,01 0,01 2,5х Х10- Х Х ( —300) В окислительной и нейтральной атмосфере превосходит все известные термопары по постоянству термоэлектрических свойств. Быстро разрушается в восстановительной атмосфере. Неустойчива в присутствии фосфора, углерода, паров металла, особенно в присутствии кремнезема и металлических окислов [c.83]
Платинородий-платиновая термопара по жаростойкости и постоянству т. э. д. с. является лучшей из всех существующих термопар. При правильной эксплуатации она сохраняет постоянство своей градуировки в течение весьма длительного времени. К ее недостаткам следует отнести малую развиваемую т. э. д. с. по сравнению с другими термопарами. Поэтому термопара платинородий — платина редко применяется при точных измерениях температуры ниже 300″ и никогда не применяется для измерений температур ниже 0°. Другие стандартные термопары относятся к термопарам из неблагородных металлов. [c.56]
Чувствительным элементом системы контроля и регулирования температуры служит хромель-алюмелевая или платинородий-платино-вая термопара 1 (в зависимости от температуры), установленная в своде печи и измеряющая температуру верхней части рабочего объема печи. Термопара электрической линией связана с автоматическим регулирующим самопишущим потенциометром 2. [c.108]
Приборы для измерения высоких температур, основанные на воз1Никновении электродвижущей силы в слое разнородных металлов при нагревании или охлаждении, называются термопарами. Для измерения высоких температур (до 1300° С) и кратковременно до 1600° С применяется термопара платина-платинородий. Для измерения более низких температур распространены следующие
Платинородий-платиновая термопара
Cтраница 1
Платинородий-платиновая термопара является самой точной и служит для измерения высоких температур. [1]
Платинородий-платиновая термопара тарируется сличением ее показаний с показаниями образцовой термопары или по постоянным точкам затвердевания металлов. [2]
Платинородий-платиновые термопары, особенно чувствительные к загрязнению, должны быть защищены с помощью керамических трубок, непроницаемых для газов и паров при всех рабочих температурах. [4]
Платинородий-платиновая термопара является самой точной и служит для измерения температур до 1600 С. Точность обеспечивается, во-первых, тем, что благородные металлы, из которых изготовлена эта термопара, можно получить в очень чистом виде; неоднородность материала проволок термопары и связанные с этим непроизводительные ЭДС меньше, чем у термопар с Проволоками из неблагородных металлов; во-вторых, тем, что проволоки и горячий спай претерпевают сравнительно мало изменений в процессе работы и не окисляются. Поэтому характеристика такой термопары весьма стабильна. [5]
Платинородий-платиновая термопара может быть использована для измерения температур до 1600 — 1700 С лишь при условии ее кратковременного ( на 1 мин. Рабочий конец термопар защищается в этом случае двумя наконечниками: кварцевым и молибденовым. [6]
Платинородий-платиновые термопары надежно работают в нейтральной и окислительной средах, но быстро разрушаются в восстановительной атмосфере, особенно при наличии окислов металла и кремнезема вблизи термопары. Поэтому при промышленных измерениях требуется тщательная изоляция термопары от непосредственного воздействия атмосферы. [7]
Платинородий-платиновые термопары должны применяться в условиях окислительной атмосферы. Углерод, пары металлов губительно действуют на платину. Особенно вредна восстанови-гельная атмосфера при наличии вблизи термопары металлических окислов и кремнезема. Эти обстоятельства вынуждают при промышленных измерениях особенно тщательно иволировать платинородий-платиновую термопару от непосредственного воздействия атмосферы. В лабораторных условиях при наличии чистой окислительной или нейтральной атмосферы допустимо применение этих термопар с обнаженным спаем. [8]
Платинородий-платиновая термопара обозначается буквами ПП. Положительный термоэлектрод платино-родий ( сплав 90 % Pt 10 % Rh), отрицательный — платина. Платина должна быть чистой, удовлетворяющей следующим условиям. [9]
Платинородий-платиновая термопара называется еще термопарой из благородных металлов в отличие от остальных, изготовленных из неблагородных металлов. [11]
Платинородий-платиновая термопара тарируется сличением ее показаний с показаниями образцовой термопары или по постоянным точкам затвердевания металлов. [12]
Платинородий-платиновые термопары надежно работают в нейтральной и окислительной средах, но быстро разрушаются в восстановительной атмосфере, особенно при наличии окислов металла и кремнезема вблизи термопары. Поэтому при промышленных измерениях требуется тщательная изоляция термопары от непосредственного воздействия атмосферы.
Термопара платинородий-платиновая по ГОСТ 9245. [c.150]
В интервале температур от 903,89 до 1337,58 К эталонным прибором для измерения температуры является платинородий-платиновый термоэлектрический термометр. Один электрод такой термопары изготовлен из платино-родия (10% родия, 90%. платины), а второй — из чистой платины, характеризующейся отношением 7 1оо°с/7 о >1,3920. [c.76]
При изготовлении хорошей платинородий-платиновой термопары должны быть соблюдены следующие условия, обеспечивающие минимальную неоднородность материала максимальная чистота поверхности проволок, минимальная механическая деформация проволоки, равномерный отжиг всей термопары. [c.104]
Для изготовления платинородий-платиновых термопар [c.104]
Платинородий-платиновую термопару градуируют сличением ее показаний с показаниями образцовой термопары или по постоянным точкам затвердевания металлов [22]. При этом помимо основных реперных точек, применяемых для градуировки эталонных термопар (табл. 3.1), используют и вторичные реперные точки (табл. 3.2). [c.195]
Платинородий-платиновая термопара является самой точной и служит для измерения температур до 1600 °С. Точность обеспечивается, во-первых, тем, что благородные металлы, из которых изготовлена эта термопара, можно получить в очень чистом виде неоднородность материала проволок термопары и связанные с этим непроизводительные ЭДС меньше, чем у термопар с проволоками из неблагородных металлов во-вторых, тем, что проволоки и горячий спай претерпевают сравнительно мало изменений в процессе работы н не окисляются. Поэтому характеристика такой термопары весьма стабильна. [c.197]
Температуру образцов, исследуемых методами тепловой микроскопии, при нагреве их до 2500° С контролируют с помощью термопар и соответствующих регистрирующих приборов, а при нагреве до более высоких температур — по показаниям высокотемпературных бесконтактных пирометров. Платинородий-платиновыми термопарами определяют температуру образцов, нагреваемых до 1600° С. При предельном значении температуры нагрева генерируемая при этом т. э. д. с., измеряемая по показаниям гальванометров с соответствующей шкалой, составляет около 17 мВ. [c.78]
Установка ИМАШ-5С-65 является первой отечественной серийной установкой для высокотемпературной металлографии, производство которой в 1965 г. было освоено Фрунзенским заводом контрольно-измерительных приборов. Эта установка предназначена для прямого наблюдения, фотографирования и киносъемки микроструктуры металлических образцов при нагреве их до 1500° С (но не выше 0,8 температуры плавления изучаемого материала) и при различных режимах растяжения в вакууме и защитных газовых средах. Исследованию подвергается плоский образец с рабочим сечением 3X3 мм и длиной рабочей части 46 мм. Нагревают образец, пропуская через него электрический ток промышленной частоты и низкого напряжения. Для измерения температуры используют платинородий-платиновые проволочные термопары. Точность измерения и регулирования температуры составляет 0,5%. [c.115]
Нагрев образца. Образец нагревается электрическим током промышленной частоты и низкого напряжения, подводимым от силового однофазного трансформатора через герметизированные в корпусе водоохлаждаемые электроды и гибкие медные шины, соединенные с захватами 12 и 13 из жаропрочного сплава. Для измерения температуры в различных зонах образца служат три платинородий-платиновые термопары из проволоки диаметром 0,3 мм (на рис. 58, а условно показана одна термопара 14), введенные в вакуумную камеру через герметизирующее уплотнение 15. Спаи термопар при помощи точечной электросварки прикрепляются к боковой поверхности в средней части образца. [c.118]
Температуру в различных зонах исследуемого образца измеряют проволочными платинородий-платиновыми термопарами диаметром 0,3 мм (на рис. 88, а условно показана одна термопара 14), введенными в вакуумную камеру через герметизирующее уплотнение 15. Спаи термопар с помощью точечной электросварки прикреплены к боковой поверхности в средней i6l [c.161]
Температуру образца измеряют платинородий-платиновыми термопарами ТП1, ТП и ГЯз, спаи которых прикрепляются точечной электросваркой к боковой поверхности в горячей зоне исследуемого образца. Свободные концы термопар на находящейся в рабочей камере клеммной колодке 168 подключены к компенсационным проводам, которые через герметизирующее [c.168]
Ток накала нагревателя НЭ контролируется амперметром ИП . Температура в зоне расположения индентора измеряется платинородий-платиновой термопарой ТП . [c.169]
Сплавы для термопар (табл. 7, рис. 8). Наиболее распространенной термопарой из благородных металлов является платинородий-платиновая термопара ПП-1 (сплав платины с 10% родия в паре с чистой платиной). Ее наиболее выгодно применять при 600— [c.281]
Конструктивно датчик обычно выполняется в виде стеклянного колпачка, в который вварены два поверхностных электрода и внутренняя термопара для измерения температуры стенки (рис. 12-9). Электроды во избежание окисления делают из платины. В большинстве конструкций применяют платинородий-платиновые термопары, обладаюш,ие хорошей свариваемостью со стеклом. Вместе с тем эти термопары дороги, компенсационный провод к ним дефицитен, а развиваемые на исследуемом температурном уровне э. д. с. весьма малы (0,5—1,5 мв) и не поддаются измерению обычными электронными потенциометрами ЭПП-0,9 и ПСР. Поэтому в ОРГРЭС применяют термопары хромель — алюмель с диаметром электродов 0,7 мм в сочетании с колпачками из молибденового стекла. Из платины выполняется 348 [c.348]
ПЛАТИНОРОДИЙ-ПЛАТИНОВАЯ ТЕРМОПАРА [c.104]Платинородий-платиновая термопара является самой точной и служит для измерения высоких температур. Точность обеспечивается, во-первых, тем, что благородные металлы, из которых изготовлена эта термопара, можно получить в очень чистом виде неоднородность [c.104]
Платинородий-платиновая термопара тарируется сличением ее показаний с показаниями образцовой термопары или по постоянным точкам затвердевания металлов. При этом, помимо указанных выше точек, при.ме-няемых для градуировки эталонных термопар, используют и другие системы постоянных точек, например, температуры затвердевания цинка (41 9,5 С), сурьмы (630,5°С) и меди (1 083°С). [c.106]
Платинородий-платиновую термопару не применяют для измерения температуры ниже 300° С. [c.107]
В условиях плавки цветных металлов и их сплавов (меди, бронзы, латуни) в индукционных печах наконечник из сплава Ti — 20 % Со, используемый совместно с платинородий-платиновой термопарой, имеет более высокую стойкость в расплаве, термо- и окалиностойкость при температурах 1100 °С по сравнению с наконечниками иэ молибдена и керамики [1]. [c.204]
Температуру образцов при работе на установках УВТ и УВТ-2 в интервале 300—2300 К измеряют с помощью термопар платинородий-платиновой (290—1870 К) и воль-фрамрениевой ВР5/20 (2300 К). Потенциометр ЭПП-09М1 обеспечивает регистрацию и автоматическое поддержание заданной температуры с точностью 0,5%. Кроме того, предусмотрена возможность контроля измерений температуры образца с помощью гальванометра и переносного потенциометра более высокого класса точности. [c.50]
В зависимости от уровня измеряемых температур применяют термопары платинородий-платиновые (ПП) —от —20 до + 1300° С (1600° С — кратковременно допускаемая температура), хромель-алюмелевые (ХА) — от —50 до +1000 (1300)° С, хромель-копелевые (ХК) —от —50 до 600 (800)° С, медь-константановые (МК) — от —200 до +200 (500)° С. [c.175]
Платинородий-платиновая термопара. Материалом одного электрода этой термопары является сплав платины (907о) и родия (10%), другой — чистая платина. Такая термопара является рабочим эталоном, воспроизводящим единицу температуры — кельвин — в интервале от 630,74 до 1064,43 °С. Платинородий-платиновая термопара используется для измерения температуры в интервале от 0 до 1300 °С, а кратковременно — до 1600 °С. [c.86]
Конструкции основного калориметра и калориметра-расходомера одинаковы. Калориметр выполнен из трубки внутренним диаметром 4 мм, согнутой в виде бифнлярного змеевика к концам трубки приварены гильзы, в которых размещаются спаи семиспайной дифференциальной платинородий-платиновой (для основного калориметра) термопары, измеряющей повышение температуры спирта в калори-.метре. Температура спирта на входе в калориметр измеряется при йомощи малогабаритного платинового термометра сопротивления, размещающегося такн[c.103]
Для измерения малых разностей температур применяют многоспайные термопары из термоэлектродных материалов, обладающих наибольшей стабильностью и однородностью (платинородий-платиновые или платина — золото). Выбранный материал проверяют на однородность и при изготовлении термопар соблюдают все правила, изложенные в 3.8. До проведения опытов термопары тщательно градуируют по термометру сопротивления. [c.194]
Для определения температур в промежуточных точках МПТШ служат эталонные приборы — платиновый термометр сопротивления (в диапазонах О…630 С и —182,97… О О и платинородий-платиновой термопары (630. .. Ю63°С). [c.122]
При предельной температуре 1000° С и выше градуировочная кривая вольфрам-молибденовой термопары переходит в прямую линию, что позволяет производить экстраполяцию ее градуировки. Незначительная т. э. д. с. этой термопары при 100° С позволяет обходиться без применения компенсирующих проводов. В качестве вторичных приборов к вольфрам-молибдено-вым термопарам могут служить любые милливольтметры и электронные потенциометры, градуированные в милливольтах (на 17—20 мВ для работы с платинородий-платиновыми термопарами). [c.78]
При пропускании через нагреватель электрического тока промышленной частоты и низкого напряжения образец, помещаемый внутрь нагревателя, нагревается до 1200° С. Для измерения температуры образца служат две проволочные платинородий-платиновые термопары диаметром 0,3 мм (на рис. 80 условно показана одна термопара 12), введенные в вакуумную камеру через герметизирующее уплотнение. Выводы термопар подключаются к электронному автоматическому потенциометру 13 типа КСП-4, с помощьк> которого включается и выключается напряжёние, подводимое к первичной обмотке силового трансформатора, установленного в цепи нагрева образца. [c.147]
Для контроля и регулирования температуры подогрева в рабочей зоне индентора помещается спай платинородий-платиновой термопары. Токопод-воды нагревателя изготовлены из гибких медных шин и электрически изолированы фарфоровыми бусами. Через водоохлаждаемый вакуумный ввод в крышке рабочей камеры и резьбовые разъемы эти шины соединены с источником напряжения (подводимого от однофазного трансформатора). [c.166]
Для изготовления платинородий-платиновых термопар наивысшей точности в лаборатории высоких температур Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии (1ВНИИМ) имени Д. И. Менделеева (Ленинград) разработана подробная инструкция, основные положения которой кратко приведены ниже. [c.105]
Измерение э. д. с. платинородий-платиновой термопары производят хорошим пятидекадным потенциометром. При этом особенно важно для установки рабочего тока потенциометра применять нормальный элемент высокого класса точности, так как термо-э. д. с. термопары определяется через э. д. с. нормального элемента (см. 3-6). [c.107]
Большое распространение получили электронные автоматические потенциометры типа ЭПП-09-М1. Эти приборы выпускаются для самых различных диапазонов измерений (от О—100° С до О—1400° С) и предназначены для измерения и записи температур сразу для ие-окольких термопар (до 24). Большая часть этих приборов выпускается для (работы в комбинации с хромель-алюмелевой, хромель-копелевой и платинородий-платиновой термопарами. [c.107]
В качестве датчиков температуры используют главным образом термопары. Термопару составляют две проволоки из разнородных материалов. Одну пару концов соединяют между собой (сваривают). Этот конец погружают в измеряемую среду и называют рабочим концом. Вторая пара концов находится в окружающей атмосфере, к ним присоединяются провода от измерительного прибора, эти концы называют свободными. Материалы термопар стандартизированы, допускается применение пяти типов термопар с металлическими термоэлектродами, а именно ТПП (платинородий-платиновая), ТПР [платинородий (30% родия)-платинородиевая (6% родия)], ТХА (хромель-алюмелевая), ТНС (никель-кобальтовый сплав и сплав, содержащий кремний и алюминий), ТХК (хромель-копелевая). Для каждой термопары установлены стандартные градуировки с интервалом температуры 1°С. [c.165]
При измерении температур а yl t термопарами мы обычно применяем термоэлектроды толщиной от 0,10 до 0,65 мм, чаще всего 0,3—0,4 мм. Выбор металлов термопары определяется температурным уровнем t для t не выше 400 С можно применять медно-кон-стантановые или медно-копелевые термопары, до 800°—хромель-алюмелевые, до 1300°—платинородий-платиновые. [c.178]
Кроме колец, испытывались пластины и клинообразные образцы (угол клина составлял 6—15°). В последние заделывались по 3 платинородий-платиновые термопары, в пластины — по одной термопаре в среднем сечении по оси образца. Размеры пластины 70X60X10 размеры клиньев в плане 70X60 мм. Клинья и пластины продувались в специальной продувочной камере. Температура нагрева их при определении коэффициента температуропроводности обычно не превышала 1000—1200° С. [c.71]
Термопара — Википедия
Схема термопары типа К. При температуре спая проволок из хромеля и алюмеля равной 300 °C и температуре свободных концов 0 °C развивает термо-ЭДС 12,2 мВ. Фотография термопарыТермопа́ра (термоэлектрический преобразователь) — устройство, применяемое в промышленности, научных исследованиях, медицине, в системах автоматики. Применяется в основном для измерения температуры.
Международный стандарт на термопары МЭК 60584 (п.2.2) даёт следующее определение термопары: Термопара — пара проводников из различных материалов, соединённых на одном конце и формирующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерения температуры.
Для измерения разности температур зон, ни в одной из которых не находится вторичный преобразователь (измеритель термо-ЭДС), удобно использовать дифференциальную термопару: две одинаковые термопары, соединённые навстречу друг другу. Каждая из них измеряет перепад температур между своим рабочим спаем и условным спаем, образованным концами термопар, подключёнными к клеммам вторичного преобразователя, но вторичный преобразователь измеряет разность их сигналов, таким образом, две термопары вместе измеряют перепад температур между своими рабочими спаями.
Принцип действия
Принцип действия основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Между соединёнными проводниками имеется контактная разность потенциалов; если стыки связанных в кольцо проводников находятся при одинаковой температуре, сумма таких разностей потенциалов равна нулю. Когда же стыки находятся при разных температурах, разность потенциалов между ними зависит от разности температур. Коэффициент пропорциональности в этой зависимости называют коэффициентом термо-ЭДС. У разных металлов коэффициент термо-ЭДС разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различная. Помещая спай из металлов с отличными от нуля коэффициентами термо-ЭДС в среду с температурой Т1, мы получим напряжение между противоположными контактами, находящимися при другой температуре Т2, которое будет пропорционально разности температур Т1 и Т2.
Способы подключения
Наиболее распространены два способа подключения термопары к измерительным преобразователям: простой и дифференциальный. В первом случае измерительный преобразователь подключается напрямую к двум термоэлектродам. Во втором случае используются два проводника с разными коэффициентами термо-ЭДС, спаянные в двух концах, а измерительный преобразователь включается в разрыв одного из проводников.
Для дистанционного подключения термопар используются удлинительные или компенсационные провода. Удлинительные провода изготавливаются из того же материала, что и термоэлектроды, но могут иметь другой диаметр. Компенсационные провода используются в основном с термопарами из благородных металлов и имеют состав, отличный от состава термоэлектродов. Требования к проводам для подключения термопар установлены в стандарте МЭК 60584-3.
Следующие основные рекомендации позволяют повысить точность измерительной системы, включающей термопарный датчик[1]:
— Миниатюрную термопару из очень тонкой проволоки следует подключать только с использованием удлинительных проводов большего диаметра;
— Не допускать по возможности механических натяжений и вибраций термопарной проволоки;
— При использовании длинных удлинительных проводов, во избежание наводок, следует соединить экран провода с экраном вольтметра и тщательно перекручивать провода;
— По возможности избегать резких температурных градиентов по длине термопары;
— Материал защитного чехла не должен загрязнять электроды термопары во всем рабочем диапазоне температур и должен обеспечить надежную защиту термопарной проволоки при работе во вредных условиях;
— Использовать удлинительные провода в их рабочем диапазоне и при минимальных градиентах температур;
— Для дополнительного контроля и диагностики измерений температуры применяют специальные термопары с четырьмя термоэлектродами, которые позволяют проводить дополнительные измерения сопротивления цепи для контроля целостности и надежности термопар.
Применение термопар
Для измерения температуры различных типов объектов и сред, а также в качестве датчика температуры в автоматизированных системах управления. Термопары из вольфрам-рениевого сплава являются самыми высокотемпературными контактными датчиками температуры[2]. Такие термопары незаменимы в металлургии для контроля температуры расплавленных металлов.
Для контроля пламени и защиты от загазованности в газовых котлах и в других газовых приборах (например, бытовые газовые плиты). Ток термопары, нагреваемой пламенем горелки, удерживает в открытом состоянии газовый клапан. В случае пропадания пламени ток термопары снижается и клапан перекрывает подачу газа.
В 1920—1930-х годах термопары использовались для питания простейших радиоприемников и других слаботочных приборов. Вполне возможно использование термогенераторов для подзарядки АКБ современных слаботочных приборов (телефоны, камеры и т. п.) с использованием открытого огня.
Приёмник излучения
Крупный план термобатареи фотоприёмника. Каждый из проволочных уголков представляет собой термопару.Исторически термопары представляют один из наиболее ранних термоэлектрических приёмников излучения[3]. Упоминания об этом их применении относятся к началу 1830-х годов[4]. В первых приёмниках использовались одиночные проволочные пары (медь — константан, висмут — сурьма), горячий спай находился в контакте с зачернённой золотой пластинкой. В более поздних конструкциях стали применяться полупроводники.
Термопары могут включаться последовательно, одна за другой, образуя термобатарею (англ.). Горячие спаи при этом располагают либо по периметру приёмной площадки, либо равномерно по её поверхности. В первом случае отдельные термопары лежат в одной плоскости, во втором параллельны друг другу[5].
Преимущества термопар
- Высокая точность измерения значений температуры (вплоть до ±0,01 °С).
- Большой температурный диапазон измерения: от −250 °C до +2500 °C.
- Простота.
- Дешевизна.
- Надёжность.
Недостатки
- Для получения высокой точности измерения температуры (до ±0,01 °С) требуется индивидуальная градуировка термопары.
- На показания влияет температура свободных концов, на которую необходимо вносить поправку. В современных конструкциях измерителей на основе термопар используется измерение температуры блока холодных спаев с помощью встроенного термистора или полупроводникового датчика и автоматическое введение поправки к измеренной ТЭДС.
- Эффект Пельтье (в момент снятия показаний необходимо исключить протекание тока через термопару, так как ток, протекающий через неё, охлаждает горячий спай и разогревает холодный).
- Зависимость ТЭДС от температуры существенно нелинейна. Это создает трудности при разработке вторичных преобразователей сигнала.
- Возникновение термоэлектрической неоднородности в результате резких перепадов температур, механических напряжений, коррозии и химических процессов в проводниках приводит к изменению градуировочной характеристики и погрешностям до 5 К.
- На большой длине термопарных и удлинительных проводов может возникать эффект «антенны» для существующих электромагнитных полей.
Типы термопар
Технические требования к термопарам определяются ГОСТ 6616-94. Стандартные таблицы для термоэлектрических термометров — номинальные статические характеристики преобразования (НСХ), классы допуска и диапазоны измерений приведены в стандарте МЭК 60584-1,2 и в ГОСТ Р 8.585-2001.
Точный состав сплава термоэлектродов для термопар из неблагородных металлов в МЭК 60584-1 не приводится. НСХ для хромель-копелевых термопар ТХК и вольфрам-рениевых термопар определены только в ГОСТ Р 8.585-2001. В стандарте МЭК данные термопары отсутствуют. По этой причине характеристики импортных датчиков из этих металлов могут существенно отличаться от отечественных, например импортный Тип L и отечественный ТХК не взаимозаменяемы. При этом, как правило, импортное оборудование не рассчитано на отечественный стандарт.
В настоящее время стандарт МЭК 60584 пересматривается. Планируется введение в стандарт вольфрам-рениевых термопар типа А-1, НСХ для которых будет соответствовать российскому стандарту, и типа С по стандарту АСТМ[6].
В 2008 г. МЭК ввел два новых типа термопар: золото-платиновые и платино-палладиевые. Новый стандарт МЭК 62460 устанавливает стандартные таблицы для этих термопар из чистых металлов. Аналогичный Российский стандарт пока отсутствует.
Сравнение термопар
Таблица ниже описывает свойства нескольких различных типов термопар[7]. В пределах колонок точности, T представляет температуру горячего спая, в градусах Цельсия. Например, термопара с точностью В±0,0025 Г—T имела бы точность В±2,5 В°C в 1000 В°C.
| Тип термопары IEC (МЭК) | Материал положительного электрода | Материал отрицательного электрода | Темп. коэффициент, μV/°C | Температурный диапазон °C (длительно) | Температурный диапазон °C (кратковременно) | Класс точности 1 (°C) | Класс точности 2 (°C) | IEC (МЭК) Цветовая маркировка |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| K | Хромель Cr—Ni | Алюмель Ni—Al | 40…41 | 0 до +1100 | −180 до +1300 | ±1,5 от −40 °C до 375 °C ±0,004×T от 375 °C до 1000 °C | ±2,5 от −40 °C до 333 °C ±0,0075×T от 333 °C до 1200 °C | Зелёный-белый |
| J | Железо Fe | Константан Cu—Ni | 55.2 | 0 до +700 | −180 до +800 | ±1,5 от −40 °C до 375 °C ±0,004×T от 375 °C до 750 °C | ±2,5 от −40 °C до 333 °C ±0,T от 333 °C до 750 °C | Чёрный-белый |
| N | Никросил Ni—Cr—Si | Нисил Ni—Si—Mg | 0 до +1100 | −270 до +1300 | ±1,5 от −40 °C до 375 °C ±0,004×T от 375 °C до 1000 °C | ±2,5 от −40 °C до 333 °C ±0,0075×T от 333 °C до 1200 °C | Сиреневый-белый | |
| R | Платинородий Pt—Rh (13 % Rh) | Платина Pt | 0 до +1600 | −50 до +1700 | ±1,0 от 0 °C до 1100 °C ±[1 + 0,003×(T − 1100)] от 1100 °C до 1600 °C | ±1,5 от 0 °C до 600 °C ±0,0025×T от 600 °C до 1600 °C | Оранжевый-белый | |
| S | Платинородий Pt—Rh (10 % Rh) | Платина Pt | 0 до 1600 | −50 до +1750 | ±1,0 от 0 °C до 1100 °C ±[1 + 0,003×(T − 1100)] от 1100 °C до 1600 °C | ±1,5 от 0 °C до 600 °C ±0,0025×T от 600 °C до 1600 °C | Оранжевый-белый | |
| B | Платинородий Pt—Rh (30 % Rh) | Платинородий Pt—Rh (6 % Rh) | +200 до +1700 | 0 до +1820 | ±0,0025×T от 600 °C до 1700 °C | Отсутствует | ||
| T | Медь Cu | Константан Cu—Ni | −185 до +300 | −250 до +400 | ±0,5 от −40 °C до 125 °C ±0,004×T от 125 °C до 350 °C | ±1,0 от −40 °C до 133 °C ±0,0075×T от 133 °C до 350 °C | Коричневый-белый | |
| E | Хромель Cr—Ni | Константан Cu—Ni | 68 | 0 до +800 | −40 до +900 | ±1,5 от −40 °C до 375 °C ±0,004×T от 375 °C до 800 °C | ±2,5 от −40 °C до 333 °C ±0,0075×T от 333 °C до 900 °C | Фиолетовый-белый |
См. также
Примечания
Литература
Киес Р. Дж., Крузе П. В., Патли Э. Г., Лонг Д., Цвиккер Г. Р., Милтон А. Ф., Тейч М. К. § 3.2. Термопара // Фотоприёмники видимого и ИК диапазонов = Optical and Infrared Detectors / пер. с англ. под ред. В. И. Стафеева. — М.: Радио и связь, 1985. — 328 с.
H. Melloni. Ueber den Durchgang der Wärmestrahlen durch verschiedene Körper (нем.) // Annalen der Physik und Chemie : журнал. — Leipzig: Verlag von Johann Ambrosius Barth, 1833. — Bd. 28. — S. 371—378.
Грунин В. К. § 2.3.4. Термоэлектрические приёмники излучения // Источники и приёмники излучения: учебное пособие. — СПб.: Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2015. — 167 с. — ISBN 978-5-7629-1616-5.
Ссылки
Термопара — Википедия. Что такое Термопара
Схема термопары типа К. При температуре спая проволок из хромеля и алюмеля равной 300 °C и температуре свободных концов 0 °C развивает термо-ЭДС 12,2 мВ. Фотография термопарыТермопа́ра (термоэлектрический преобразователь) — устройство, применяемое в промышленности, научных исследованиях, медицине, в системах автоматики. Применяется в основном для измерения температуры.
Международный стандарт на термопары МЭК 60584 (п.2.2) даёт следующее определение термопары: Термопара — пара проводников из различных материалов, соединённых на одном конце и формирующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерения температуры.
Для измерения разности температур зон, ни в одной из которых не находится вторичный преобразователь (измеритель термо-ЭДС), удобно использовать дифференциальную термопару: две одинаковые термопары, соединённые навстречу друг другу. Каждая из них измеряет перепад температур между своим рабочим спаем и условным спаем, образованным концами термопар, подключёнными к клеммам вторичного преобразователя, но вторичный преобразователь измеряет разность их сигналов, таким образом, две термопары вместе измеряют перепад температур между своими рабочими спаями.
Принцип действия
Принцип действия основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Между соединёнными проводниками имеется контактная разность потенциалов; если стыки связанных в кольцо проводников находятся при одинаковой температуре, сумма таких разностей потенциалов равна нулю. Когда же стыки находятся при разных температурах, разность потенциалов между ними зависит от разности температур. Коэффициент пропорциональности в этой зависимости называют коэффициентом термо-ЭДС. У разных металлов коэффициент термо-ЭДС разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различная. Помещая спай из металлов с отличными от нуля коэффициентами термо-ЭДС в среду с температурой Т1, мы получим напряжение между противоположными контактами, находящимися при другой температуре Т2, которое будет пропорционально разности температур Т1 и Т2.
Способы подключения
Наиболее распространены два способа подключения термопары к измерительным преобразователям: простой и дифференциальный. В первом случае измерительный преобразователь подключается напрямую к двум термоэлектродам. Во втором случае используются два проводника с разными коэффициентами термо-ЭДС, спаянные в двух концах, а измерительный преобразователь включается в разрыв одного из проводников.
Для дистанционного подключения термопар используются удлинительные или компенсационные провода. Удлинительные провода изготавливаются из того же материала, что и термоэлектроды, но могут иметь другой диаметр. Компенсационные провода используются в основном с термопарами из благородных металлов и имеют состав, отличный от состава термоэлектродов. Требования к проводам для подключения термопар установлены в стандарте МЭК 60584-3.
Следующие основные рекомендации позволяют повысить точность измерительной системы, включающей термопарный датчик[1]:
— Миниатюрную термопару из очень тонкой проволоки следует подключать только с использованием удлинительных проводов большего диаметра;
— Не допускать по возможности механических натяжений и вибраций термопарной проволоки;
— При использовании длинных удлинительных проводов, во избежание наводок, следует соединить экран провода с экраном вольтметра и тщательно перекручивать провода;
— По возможности избегать резких температурных градиентов по длине термопары;
— Материал защитного чехла не должен загрязнять электроды термопары во всем рабочем диапазоне температур и должен обеспечить надежную защиту термопарной проволоки при работе во вредных условиях;
— Использовать удлинительные провода в их рабочем диапазоне и при минимальных градиентах температур;
— Для дополнительного контроля и диагностики измерений температуры применяют специальные термопары с четырьмя термоэлектродами, которые позволяют проводить дополнительные измерения сопротивления цепи для контроля целостности и надежности термопар.
Применение термопар
Для измерения температуры различных типов объектов и сред, а также в качестве датчика температуры в автоматизированных системах управления. Термопары из вольфрам-рениевого сплава являются самыми высокотемпературными контактными датчиками температуры[2]. Такие термопары незаменимы в металлургии для контроля температуры расплавленных металлов.
Для контроля пламени и защиты от загазованности в газовых котлах и в других газовых приборах (например, бытовые газовые плиты). Ток термопары, нагреваемой пламенем горелки, удерживает в открытом состоянии газовый клапан. В случае пропадания пламени ток термопары снижается и клапан перекрывает подачу газа.
В 1920—1930-х годах термопары использовались для питания простейших радиоприемников и других слаботочных приборов. Вполне возможно использование термогенераторов для подзарядки АКБ современных слаботочных приборов (телефоны, камеры и т. п.) с использованием открытого огня.
Приёмник излучения
Крупный план термобатареи фотоприёмника. Каждый из проволочных уголков представляет собой термопару.Исторически термопары представляют один из наиболее ранних термоэлектрических приёмников излучения[3]. Упоминания об этом их применении относятся к началу 1830-х годов[4]. В первых приёмниках использовались одиночные проволочные пары (медь — константан, висмут — сурьма), горячий спай находился в контакте с зачернённой золотой пластинкой. В более поздних конструкциях стали применяться полупроводники.
Термопары могут включаться последовательно, одна за другой, образуя термобатарею (англ.). Горячие спаи при этом располагают либо по периметру приёмной площадки, либо равномерно по её поверхности. В первом случае отдельные термопары лежат в одной плоскости, во втором параллельны друг другу[5].
Преимущества термопар
- Высокая точность измерения значений температуры (вплоть до ±0,01 °С).
- Большой температурный диапазон измерения: от −250 °C до +2500 °C.
- Простота.
- Дешевизна.
- Надёжность.
Недостатки
- Для получения высокой точности измерения температуры (до ±0,01 °С) требуется индивидуальная градуировка термопары.
- На показания влияет температура свободных концов, на которую необходимо вносить поправку. В современных конструкциях измерителей на основе термопар используется измерение температуры блока холодных спаев с помощью встроенного термистора или полупроводникового датчика и автоматическое введение поправки к измеренной ТЭДС.
- Эффект Пельтье (в момент снятия показаний необходимо исключить протекание тока через термопару, так как ток, протекающий через неё, охлаждает горячий спай и разогревает холодный).
- Зависимость ТЭДС от температуры существенно нелинейна. Это создает трудности при разработке вторичных преобразователей сигнала.
- Возникновение термоэлектрической неоднородности в результате резких перепадов температур, механических напряжений, коррозии и химических процессов в проводниках приводит к изменению градуировочной характеристики и погрешностям до 5 К.
- На большой длине термопарных и удлинительных проводов может возникать эффект «антенны» для существующих электромагнитных полей.
Типы термопар
Технические требования к термопарам определяются ГОСТ 6616-94. Стандартные таблицы для термоэлектрических термометров — номинальные статические характеристики преобразования (НСХ), классы допуска и диапазоны измерений приведены в стандарте МЭК 60584-1,2 и в ГОСТ Р 8.585-2001.
Точный состав сплава термоэлектродов для термопар из неблагородных металлов в МЭК 60584-1 не приводится. НСХ для хромель-копелевых термопар ТХК и вольфрам-рениевых термопар определены только в ГОСТ Р 8.585-2001. В стандарте МЭК данные термопары отсутствуют. По этой причине характеристики импортных датчиков из этих металлов могут существенно отличаться от отечественных, например импортный Тип L и отечественный ТХК не взаимозаменяемы. При этом, как правило, импортное оборудование не рассчитано на отечественный стандарт.
В настоящее время стандарт МЭК 60584 пересматривается. Планируется введение в стандарт вольфрам-рениевых термопар типа А-1, НСХ для которых будет соответствовать российскому стандарту, и типа С по стандарту АСТМ[6].
В 2008 г. МЭК ввел два новых типа термопар: золото-платиновые и платино-палладиевые. Новый стандарт МЭК 62460 устанавливает стандартные таблицы для этих термопар из чистых металлов. Аналогичный Российский стандарт пока отсутствует.
Сравнение термопар
Таблица ниже описывает свойства нескольких различных типов термопар[7]. В пределах колонок точности, T представляет температуру горячего спая, в градусах Цельсия. Например, термопара с точностью В±0,0025 Г—T имела бы точность В±2,5 В°C в 1000 В°C.
| Тип термопары IEC (МЭК) | Материал положительного электрода | Материал отрицательного электрода | Темп. коэффициент, μV/°C | Температурный диапазон °C (длительно) | Температурный диапазон °C (кратковременно) | Класс точности 1 (°C) | Класс точности 2 (°C) | IEC (МЭК) Цветовая маркировка |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| K | Хромель Cr—Ni | Алюмель Ni—Al | 40…41 | 0 до +1100 | −180 до +1300 | ±1,5 от −40 °C до 375 °C ±0,004×T от 375 °C до 1000 °C | ±2,5 от −40 °C до 333 °C ±0,0075×T от 333 °C до 1200 °C | Зелёный-белый |
| J | Железо Fe | Константан Cu—Ni | 55.2 | 0 до +700 | −180 до +800 | ±1,5 от −40 °C до 375 °C ±0,004×T от 375 °C до 750 °C | ±2,5 от −40 °C до 333 °C ±0,T от 333 °C до 750 °C | Чёрный-белый |
| N | Никросил Ni—Cr—Si | Нисил Ni—Si—Mg | 0 до +1100 | −270 до +1300 | ±1,5 от −40 °C до 375 °C ±0,004×T от 375 °C до 1000 °C | ±2,5 от −40 °C до 333 °C ±0,0075×T от 333 °C до 1200 °C | Сиреневый-белый | |
| R | Платинородий Pt—Rh (13 % Rh) | Платина Pt | 0 до +1600 | −50 до +1700 | ±1,0 от 0 °C до 1100 °C ±[1 + 0,003×(T − 1100)] от 1100 °C до 1600 °C | ±1,5 от 0 °C до 600 °C ±0,0025×T от 600 °C до 1600 °C | Оранжевый-белый | |
| S | Платинородий Pt—Rh (10 % Rh) | Платина Pt | 0 до 1600 | −50 до +1750 | ±1,0 от 0 °C до 1100 °C ±[1 + 0,003×(T − 1100)] от 1100 °C до 1600 °C | ±1,5 от 0 °C до 600 °C ±0,0025×T от 600 °C до 1600 °C | Оранжевый-белый | |
| B | Платинородий Pt—Rh (30 % Rh) | Платинородий Pt—Rh (6 % Rh) | +200 до +1700 | 0 до +1820 | ±0,0025×T от 600 °C до 1700 °C | Отсутствует | ||
| T | Медь Cu | Константан Cu—Ni | −185 до +300 | −250 до +400 | ±0,5 от −40 °C до 125 °C ±0,004×T от 125 °C до 350 °C | ±1,0 от −40 °C до 133 °C ±0,0075×T от 133 °C до 350 °C | Коричневый-белый | |
| E | Хромель Cr—Ni | Константан Cu—Ni | 68 | 0 до +800 | −40 до +900 | ±1,5 от −40 °C до 375 °C ±0,004×T от 375 °C до 800 °C | ±2,5 от −40 °C до 333 °C ±0,0075×T от 333 °C до 900 °C | Фиолетовый-белый |
См. также
Примечания
Литература
Киес Р. Дж., Крузе П. В., Патли Э. Г., Лонг Д., Цвиккер Г. Р., Милтон А. Ф., Тейч М. К. § 3.2. Термопара // Фотоприёмники видимого и ИК диапазонов = Optical and Infrared Detectors / пер. с англ. под ред. В. И. Стафеева. — М.: Радио и связь, 1985. — 328 с.
H. Melloni. Ueber den Durchgang der Wärmestrahlen durch verschiedene Körper (нем.) // Annalen der Physik und Chemie : журнал. — Leipzig: Verlag von Johann Ambrosius Barth, 1833. — Bd. 28. — S. 371—378.
Грунин В. К. § 2.3.4. Термоэлектрические приёмники излучения // Источники и приёмники излучения: учебное пособие. — СПб.: Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2015. — 167 с. — ISBN 978-5-7629-1616-5.
Ссылки
Градуировочные таблицы для термопар (НСХ)
Стандартная зависимость ТЭДС от температуры (которая в терминологии Российских стандартов называется НСХ) определяется экспериментально по результатам измерений в эталонной лаборатории, полученным для большого количества термопар. При переходе на новую международную шкалу зависимость должна быть пересмотрена. В 1992 г. после принятия шкалы МТШ-90 под руководством института НИСТ (National institute of standards and technology)(США), была проведена большая международная работа по определению функции ТЭДС-температура для эталонных термопар типа S, соответствующей новой международной температурной шкале. Работа проводилась в виде сличений термопар и эталонных высокотемпературных платиновых термометров сопротивления. Результаты, представленные разными странами, анализировались и обобщались. Итогом работы стала новая стандартная функция, принятая в настоящее время в международных и национальных стандартах. Исследование опубликовано в двух статьях:
NEW REFERENCE FUNCTIONS FOR PLATINUM-10% RHODIUM VERSUS PLATINUM (TYPE S) THERMOCOUPLES BASED ON THE ITS-90. PART I: EXPERIMENTAL PROCEDURES, G.W. Burns, G.F. Strouse, B.W. Magnum, M.C. Croarkin, and W.F. Guthrie, National Institute of Standards and Technology, Temperature: Its Measurement and Control in Science and Industry, 1992.
NEW REFERENCE FUNCTIONS FOR PLATINUM-10% RHODIUM VERSUS PLATINUM (TYPE S) THERMOCOUPLES BASED ON THE ITS-90. PART II: RESULTS AND DISCUSSION, G.W. Burns, G.F. Strouse, B.W. Magnum, M.C. Croarkin, and W.F. Guthrie, National Institute of Standards and Technology, Temperature: Its Measurement and Control in Science and Industry, 1992.
НИСТ явился также главным исполнителем по пересмотру таблиц для других типов термопар. Основополагающим источником, устанавливающим стандартные зависимости для термопар из благородных и неблагородных металлов, считается монография НИСТ:
NIST Monogragh 175 “Temperature-Electromotive Force Reference Functions and Tables for the Letter-Designated Thermocouple Types Based on the ITS-90”
На нашем сайте мы приводим НСХ термопар прямо из базы данных НИСТ:
Тип ТПП (S)
Тип ТПП (R)
Тип ТПР (B)
Тип ТХА (K)
Тип ТНН (N)
Тип ТМК (Т)
Тип ТЖК (J)
База данных находится в свободном доступе на сайте НИСТ www.nist.gov
НСХ для хромель-копелевых и медь-копелевых, которые выпускаются только в России, приведены в ГОСТ Р 8.585-2001 «Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования» (скачать текст (pdf)). В 2013 г. вольфрам-рениевые термопары типов А и С были включены в новую редакцию стандарта МЭК 60584-1. Скачать таблицы НСХ для вольфрам-рениевых термопар>> Подробнее о стандартах МЭК см. раздел «Стандарты МЭК».
Удобная компьютерная программа TermoLab позволяет производить прямой и обратный расчет температуры по ТЭДС термопары для всех типов термопар. Программа аттестована в ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева». Подробно о программе в разделе «Аттестованное программное обеспечение».
Термопары из чистых металлов
Золото-платиновые и платино-палладиевые термопары являются термопарами повышенной точности и используются в основном в исследовательских лабораториях, а также в системах точного контроля температуры. Для них характерна значительно меньшая термоэлектрическая неоднородность и большая чувствительность по сравнению с платино-родиевыми термопарами. Основой для разработки стандартных функций для термопар стали две публикации НИСТ:
1. Burns G. W., Strouse G. F., Liu B. M., and Mangum B. W., TMCSI, Vol. 6, New York, AIP, 1992, pp. 531-536.
2. Burns G. W., Ripple D. C., Metrologia 1998, 35, pp. 761-780
Стандартные функции и таблицы уже утверждены в стандартах АСТМ и МЭК.(IEC 62460 Temperature — Electromotive force (EMF) tables for pure-element thermocouple combinations.)
Приводим таблицы и функции ТЭДС от температуры.
Термопары Au/Pt
Термопары Pt/Pd
Подробнее о термопарах из чистых металлов см. публикацию Н. П. Моисеевой «Перспективы разработки эталонных термопар из чистых металлов» (Измерительная Техника 2004 г № 9, стр. 46-49)
Дополнительные материалы на сайте о термопарах:
Поверка термопар
Классы точности термопар
Неопределенность калибровки термопары
Кабельные термопары
Вольфрам-рениевые термопары
Неопределенность калибровки термопары: нужно ли учитывать вклад от неоднородности термоэлектродов?
| Термопреобразователь ТХК-101М 001 | 68 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-201М 011, ТХК-201М 011 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТПП-501М 009, ТПР-501М 009 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТПП-401М 007, ТПР-401М 007 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТПП-401М 008, ТПР-401М 008 | 0 шт. |
| Термопреобразователи ТПР-401М 008.02, ТПР-401М 008.01 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТПР-401М 008.03 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-101М 000 | 82 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-101М 002, ТХК-101М 003 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-201М 005, ТХК-201М 005 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-201М 004, ТХК-201М 004 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-201М 010, ТХК-201М 010, ТХА-201М 010.01, ТХК-201М 010.01 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-201М 005.01,ТХК-201М 005.01 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-101М 012, ТХК-101М 012 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-201М 005.04, ТХК-201М 005.04 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-201М 005.03 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-201М 005.02 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-201М 006, ТХК-201М 006 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСМ-0890В | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-0690В | 0 шт. |
| Термоэлектрический преобразователь ТХА-1439 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-1188-01, ТСМ-1188-01 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТСП-1388, ТСМ-1388 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-1288, ТСМ-1288 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТСП-0889 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСПР-0490 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-8052 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-0987Р, ТСМ-0987Р | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-0987, ТСМ-0987 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТСМ-364-01 | 0 шт. |
| Элемент ЭЧП-0183 — термометрический чувствительный платиновый | 0 шт. |
| Элемент ЭЧП-0183 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСМ-1188 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТСПУ-0289, ТСМУ-0289, ТХАУ-0289 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-2388, ТХК-2388 электрический | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-1387 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА-0188, ТХК-0188 | 0 шт. |
| Преобразователь термоэлектрический ТХА-706-02 | 0 шт. |
| Преобразователь термоэлектрический ТХК-0487 | 0 шт. |
| Термопара ТВР-0687 | 0 шт. |
| Преобразователь термоэлектрический ТПР-1988 | 0 шт. |
| Преобразователь термоэлектрический ТПР-1273 | 0 шт. |
| Преобразователь термоэлектрический ТПР-0573 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТПП-1888, ТПР-1888 | 0 шт. |
| Термоэлектрический преобразователь ТПР-1788, ТПП-1788 | 0 шт. |
| Преобразователи термоэлектрические ТХА-1172Р, ТХК-1172Р | 0 шт. |
| Преобразователи термоэлектрические ТХА-1087, ТХК-1087 | 0 шт. |
| Преобразователь термоэлектрический ТХК-2688 | 0 шт. |
| Преобразователи термоэлектрические ТХА-2588, ТХК-2588 | 0 шт. |
| Преобразователь термоэлектрический ТХК-2488 | 0 шт. |
| Преобразователи термоэлектрические ТХА-2088, ТХК-2088 | 0 шт. |
| Термопреобразователи ТСП-8040Р, ТСМ-8040Р | 0 шт. |
| Термопреобразователи сопротивления медные ТСМ | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-1588 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-5080 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-5088 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-5089 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-6099 | 0 шт. |
| Термоэлектрические преобразователи ТХА-1172Р, ТХК-1172Р | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТСП-8042Р | 0 шт. |
| Термопреобразователи для термометров ТТ-Ц016, ТТ-Ц016-01 | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТХА, ТХК-1087 | 0 шт. |
| Термопара ТХК | 0 шт. |
| Термопары ТПП платинородий-платиновые | 100 шт. |
| Термопара ТВР | 0 шт. |
| Термопары железо-константановые, нихросил-нисиловые | 0 шт. |
| Термопреобразователи сопротивления ТСМУ-1088 и ТСПУ-1088 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-7115 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-8050 | 0 шт. |
| Преобразователь термоэлектрический ТХА-1368, ТХА-1368М | 0 шт. |
| Термопреобразователи ТХА-1690В, ТХК-1690В | 0 шт. |
| Термопреобразователи ТХА-1590В,ТХК-1590В | 0 шт. |
| Термоэлектрический преобразователь ТХА-1449 | 0 шт. |
| Термоэлектрический преобразователь ТХК-1190В | 0 шт. |
| Термоэлектрические преобразователи ТХА-1090В, ТХК-1090В | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-1790В | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-1390В | 0 шт. |
| Преобразователи термоэлектрические ТХА-2188, ТХК-2188 | 0 шт. |
| Преобразователи термоэлектрические ТХА-2288, ТХК-2288 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-288М | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТСП-037Д | 0 шт. |
| Термопреобразователь ТСМ-1187, ТСП-1187 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСП-1287 | 0 шт. |
| Термопреобразователь сопротивления ТСМ-410М | 0 шт. |
| Термопреобразователи сопротивления ТСП-1290В, ТСМ-1290В | 0 шт. |
типов платиновых термопарных проводов
Платиновая термопарная проволока
Термопара — это довольно простой датчик для измерения температуры, который можно использовать во многих областях, от котлов центрального отопления до реактивных двигателей. Термопары используют реакцию двух разнородных металлов для измерения изменения температуры. Типы используемого металла варьируются в зависимости от температурного диапазона, в котором работает термопара.
В некоторых термопарах используются относительно недорогие сплавы, такие как никель, хром, железо и алюминий.Интересующие нас термопары, известные как типы B, R и S, используют платину — редкий и дорогой материал, который является одним из благородных металлов (которые также включают серебро и золото).
Платина, редкая и ценная
Платина имеет химический символ Pt и атомный номер 78 и в два раза больше плотности серебра. Один из самых редких элементов на Земле и чрезвычайно ценный, он добывается в основном в Южной Африке. Как свидетельство его ценности, корона, которую носила королева Елизавета Королева-мать, как супруга короля Георга VI, имела каркас из платины.Хотя корона была несомненно впечатляющей, платиновая оправа значительно прибавила в весе; твердый шестидюймовый куб платины весит столько же, сколько взрослый мужчина.
Мы не ожидаем, что вы отправите нам корону королевы-матери для оценки! Однако, несмотря на то, что платиновая проволока, используемая в термопарах, имеет относительно небольшой диаметр, ее стоимость делает ее достойной продажи для торговцев золотом.
Платиновые качества
Почему платина? Он не окисляется, выдерживает большинство кислот, обладает высокой устойчивостью к коррозии и высоким температурам, электрически стабилен и эффективен.В термопарах платину часто объединяют в сплав с родием, химически инертным переходным металлом, который также является частью платиновой группы.
Типы платиновых термопар
Соотношение платины к родию зависит от типа термопары.
Тип провода термопарыДля термопары типа B одним проводником будет 70% платины, 30% родия, а другим — 94% платины и 6% родия. Термопары типа B используются для измерений при очень высоких температурах в диапазоне от 800 до 1800 ° C.
Type R Термопарный провод
Термопара типа R будет иметь один проводник с 87% платины, 13% родия и другой проводник со 100% чистой платиной. Он используется для температур до 1600 ° C, в таких областях, как металлургическая промышленность.
Type S Термопарный провод
Термопара типа S также может выдерживать нагрев до 1600 ° C и имеет один проводник из 90%, 10% платины и другой 100% чистой платины. Типичным применением для типа S является предоставление калибровочного стандарта для точки плавления золота (1064.43 ° С). Он также используется в фармацевтике и биотехнологии.
Лом Термопара Цены
- Тип B : £ (проводник 70%) и £ (проводник 94%)
- Тип R : £ (проводник 87%) и £ (проводник 100%)
- Тип S : £ (проводник 90%) и £ (проводник 100%)
Продам термопарную проволоку
В отличие от других дилеров, мы указываем цены, которые мы платим. У нас нет скрытых отчислений и мы не берем комиссию за тестирование или уточнение.
Чтобы продать свой термопарный провод, пожалуйста, заполните нашу форму заявки. После отправки вам будет предложено распечатать копию для подписания, и мы дадим вам полную инструкцию относительно упаковки и почтовых расходов. Все пакеты рассматриваются в день получения, с понедельника по пятницу. Если у вас есть другие вопросы, пожалуйста, позвоните нам, чтобы обсудить.
,Термопары-Типы термопар — J, K, E, T, N, B, R, S
Хромель {90% никеля и 10% хрома} Alumel {95% никеля, 2% марганца, 2% алюминия и 1% кремния}
Чирикать
Термопара типа K
Это наиболее распространенный тип термопар, который обеспечивает самый широкий диапазон рабочих температур. Термопары типа K, как правило, работают в большинстве случаев, потому что они основаны на никеле и обладают хорошей коррозионной стойкостью.
• 1. Положительная нога немагнитная (желтая) , отрицательная нога магнитная (красная).
• 2. Традиционный выбор основного металла для работы при высоких температурах.
• 3. Подходит для использования в окислительной или инертной атмосфере при температуре до 1260 ° C (2300 ° F).
• 4. Уязвим к воздействию серы (воздерживаться от воздействия серосодержащих атмосфер).
• 5. Лучше всего выполнять в чистых окислительных средах.
• 6.Не рекомендуется использовать в условиях частичного окисления в вакууме или при чередовании циклов окисления и восстановления.
Состоит из положительной ветви, которая содержит приблизительно 90% никеля, 10% хрома и отрицательной ветви, которая содержит приблизительно 95% никеля, 2% алюминия, 2% марганца и 1% кремния. Тип K Термопары являются наиболее распространенным общим назначением термопара с чувствительностью приблизительно 41 мкВ / ° C, хромель положительный по отношению к алюмелю. Это недорого, и широкий диапазон зондов доступен в диапазоне от -200 ° C до + 1260 ° C / от -328 ° F до + 2300 ° F.Тип K был указан в то время, когда металлургия была менее развитой, чем сегодня, и, следовательно, характеристики значительно различаются между образцами. Один из составляющих металлов, никель, является магнитным; Особенность термопар, изготовленных из магнитного материала, заключается в том, что они подвергаются ступенчатому изменению мощности, когда магнитный материал достигает своей точки отверждения (около 354 ° C для термопар типа K).
Термопара типа K (Chromel / Constantan)
Термопары типа K обычно работают в большинстве случаев, так как основаны на никеле и обладают хорошей коррозионной стойкостью.Это наиболее распространенный тип калибровки датчика, обеспечивающий самый широкий диапазон рабочих температур. Благодаря своей надежности и точности термопара типа K широко используется при температурах до 2300 ° F (1260 ° C). Этот тип термопары должен быть защищен подходящей металлической или керамической защитной трубкой, особенно в восстановительной атмосфере. В окислительной атмосфере, такой как электропечи, защита труб не всегда необходима, когда подходят другие условия; однако, это рекомендуется для чистоты и общей механической защиты.Тип K, как правило, переживает тип J, поскольку проволока JP быстро окисляется, особенно при более высоких температурах.
Температурный диапазон:
• Провод для термопар, от -454 до 2300 ° F (от -270 до 1260 ° C)
• Провод для удлинителей, от -32 ° до 392 ° F (от 0 до 200 ° C)
• Температура плавления, 2550 ° F (1400 ° C)
Точность (в зависимости от того, что больше):
• Стандарт: ± 2.2C% или ± 0,75%
• Особые пределы погрешности: ± 1,1C или 0,4%
Отклонения в сплавах могут повлиять на точность термопар. Для термопар типа K класс допуска 1 дан как ± 1,5 K между -40 и 375 ° C. Однако отклонения между термопарами одного и того же производства очень малы, и при индивидуальной калибровке можно достичь гораздо более высокой точности.
Металлургические изменения могут вызывать дрейф калибровки от 1 до 2 ° C в течение нескольких часов, увеличиваясь со временем до 5 ° C.Доступна специальная оценка типа K, которая может поддерживать особую предельную точность до десяти раз дольше, чем обычная оценка.
Похожие записи
