סוגי צמד תרמי נפוצים ומאפיינים

1. K-Type Thermocouple ניקל-כרום (ניקל-סיליקון (ניקל-אלומיניום) צמד תרמי)

צמד תרמי מסוג K הוא צמד תרמי מתכתית בסיסית עם עמידות בפני חמצון חזק. זה יכול למדוד את הטמפרטורה הבינונית של 0-1300. זה מתאים לשימוש רציף בחמצון וגזים אינרטיים. טמפרטורת השימוש לטווח הקצר היא 1200 מעלות וטמפרטורת השימוש לטווח הארוך היא 1000 מעלות. הקשר בין הפוטנציאל התרמו -אלקטרי לטמפרטורה שלו הוא ליניארי בערך. זהו הצמד התרמי הנפוץ ביותר כיום. עם זאת, זה אינו מתאים לשימוש חוט חשוף באטמוספרה ואטמוספרה המכילה גופרית, המכילה פחמן ואווירה לסירוגין redox; כאשר הלחץ החלקי של החמצן נמוך, הכרום במוט הניקל-כרומיום יהיה מתחמצן באופן עדיף, ויגרום לשינוי גדול בפוטנציאל התרמו-אלקטרוני, אך לגז המתכת יש השפעה מועטה עליו. לכן משתמשים לרוב בצינורות מגן מתכת.

חסרונות של צמד תרמי מסוג k:

(1) היציבות הטמפרטורה הגבוהה של הפוטנציאל התרמו-אלקטרוני גרועה מזו של צמד תרמי מסוג N וקשר תרמי מתכת יקר. לעתים קרובות הוא נפגע על ידי חמצון בטמפרטורות גבוהות יותר (למשל, מעל 1000 מעלות);

(2) יציבות המחזור התרמי לטווח הקצר היא ירודה בטווח של 250-500, כלומר באותה נקודת טמפרטורה, קריאות הפוטנציאל התרמו-אלקטרי שונות במהלך תהליך החימום והקירור, וההבדל יכול להגיע לתואר {3}};

(3) השינוי המגנטי של האלקטרודה השלילית שלה מתרחש בטווח של 150-200, וגורם לערך הסיום בטווח טמפרטורת החדר ל -230 מעלות כדי לסטות מטבלת הסיום, במיוחד כאשר משתמשים בו בשדה מגנטי, הפרעה פוטנציאלית תרמו -אלקטרית שאינה קשורה לזמן לעתים קרובות;

(4) כאשר נחשפים להקרנה במערכת בינונית בעלת שטף גבוה במשך זמן רב, בגלל טרנספורמציה של אלמנטים כמו מנגן (MN) וקובלט (CO) באלקטרודה השלילית, היציבות שלה ירודה, וכתוצאה מכך שינוי גדול בפוטנציאל התרמו-אלקטרי.

2. S-type Thermocouple (platinum-rhodium 10- צמד תרמי פלטינה)

האלקטרודה החיובית של צמד תרמי זה היא סגסוגת פלטינה-רודיום המכילה 10% רודיום, והאלקטרודה השלילית היא פלטינה טהורה.

המאפיינים שלה הם:

(1) ביצועים תרמו-אלקטריים יציבים, עמידות בפני חמצון חזקה, המתאימה לשימוש רציף באטמוספירה מחמצנת, טמפרטורת השימוש לטווח הארוך יכולה להגיע ל 1300 מעלות, כאשר היא עולה על 1400 מעלות, אפילו באוויר, חוט הפלטינה הטהור יתגייס מחדש, מה שהופך את הדגנים לגסים ושבורים;

(2) דיוק גבוה, רמת הדיוק הגבוהה ביותר בקרב כל הצמד התרמי, המשמש בדרך כלל כסטנדרט או למדידת טמפרטורות גבוהות יותר;

(3) מגוון רחב של שימוש, אחידות טובה והחלפות;

(4) החסרונות העיקריים הם: פוטנציאל תרמו -אלקטרוני דיפרנציאלי קטן, רגישות נמוכה כל כך; מחיר יקר, חוזק מכני נמוך, שאינו מתאים לשימוש באטמוספירה מפחיתה או בתנאים של אדי מתכת.

3. צמד תרמי מסוג E-type (ניקל-כרום-נחקר-ניקל [קונסטנטן] צמד תרמי)

צמד תרמי מסוג E הוא מוצר חדש יחסית, כאשר האלקטרודה החיובית היא סגסוגת ניקל-כרומיום והאלקטרודה השלילית היא סגסוגת נחושת-ניקל (קונסטנטן). התכונה הגדולה ביותר שלה היא שבין הצמד התרמי הנפוץ, הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני שלה הוא הגדול ביותר, כלומר הרגישות שלו היא הגבוהה ביותר; אף על פי שטווח היישומים שלו אינו רחב כמו זה של זוג מסוג K, הוא נבחר לרוב בתנאים של רגישות גבוהה, מוליכות תרמית נמוכה והתנגדות גדולה המותרת; ההגבלות בשימוש זהות לאלה של סוג K, אך היא אינה רגישה במיוחד לקורוזיה באטמוספרות עם לחות גבוהה.

4. צמד תרמי מסוג N (ניקל-כרום-סיליקון-ניקל-סיליקון צמד תרמי)

התכונות העיקריות של צמד תרמי זה: בקרת טמפרטורה חזקה ועמידות בפני חמצון מתחת ל 1300 מעלות, יציבות טובה לטווח הארוך ושחזור מחזור תרמי לטווח קצר, עמידות טובה לקרינה גרעינית וטמפרטורה נמוכה. בנוסף, בטווח של 400-1300, ליניאריות של המאפיינים התרמו-אלקטרוניים של הצמד התרמי מסוג N הוא טוב יותר מזה של הצמד התרמי מסוג K; אך בטווח הטמפרטורה הנמוך (-200-400 מידה), השגיאה הלא לינארית גדולה והחומר קשה וקשה לעיבוד.

5. צמד תרמי מסוג J (צמד תרמי-קונסטנטני ברזל)

צמד תרמי מסוג J: האלקטרודה החיובית של הצמד התרמי הזה היא ברזל טהור, והאלקטרודה השלילית היא קונסטנטן (סגסוגת נחושת-ניקל). זה זול ומתאים לחמצון ואקום בהפחתת אטמוספרות אינרטיות. טווח הטמפרטורות הוא בין -200 ל 800 מעלות, אך הטמפרטורה הנפוצה היא רק מתחת ל -500 מעלות, מכיוון שאחרי חריגה מהטמפרטורה הזו, קצב החמצון של צמד התרמי הברזל מאיץ. אם משתמשים בחוט עבה, עדיין ניתן להשתמש בו בטמפרטורות גבוהות ויש לו חיים ארוכים יותר; צמד תרמי זה יכול לעמוד בפני מימן (H2) ופחמן חד חמצני (CO) קורוזיה של גז, אך לא ניתן להשתמש בהן בטמפרטורה גבוהה (כגון 500 מעלות) אטמוספירת גופרית (ים).

6. צמד תרמי מסוג T (נחושת-נחושת-ניקל-צמד)

צמד תרמי מסוג T: האלקטרודה החיובית של הצמד התרמי הזה היא נחושת טהורה, והאלקטרודה השלילית היא סגסוגת נחושת-ניקל (המכונה גם קונסטנטן). התכונות העיקריות שלה הן:

בין צמד תרמי מתכתית בסיס, יש לו את הדיוק הגבוה ביותר והאחידות הטובה של הצמד התרמי; טמפרטורת ההפעלה שלה היא -200 ~ 350 מעלות. מכיוון שקל את הצמד התרמי הנחושת קל לחמצן וסרט תחמוצת קל ליפול, בדרך כלל אסור לעלות על 300 מעלות כאשר משתמשים בו באווירה מחמצנת. בטווח של -200 ~ 300 מעלות, הרגישות שלהם גבוהה יחסית. מאפיין נוסף של צמד תרמי-קונסטנטני נחושת הוא שהם זולים והם הזולים ביותר מבין כמה מוצרים סטנדרטיים נפוצים.

7. R-type Thermocouple (platinum-rhodium 13- צמד תרמי פלטינה)

האלקטרודה החיובית של צמד תרמי זה היא סגסוגת פלטינה-רודיום המכילה 13%, והאלקטרודה השלילית היא פלטינה טהורה. בהשוואה לסוג ה- S, השיעור הפוטנציאלי שלו גבוה בכ- 15%, ותכונות אחרות כמעט זהות. סוג זה של צמד תרמי משמש בעיקר כצמד תרמי בטמפרטורה גבוהה בתעשייה היפנית, אך הוא פחות משמש בסין.