Термоэлектрические термометры

По характеру термоэлектродных материалов термоэлектриче­ские термометры подразделяют на две группы: термоэлектрические термометры с металлическими термоэлектродами из благородных и неблагородных металлов; термоэлектрические термометры с тер­моэлектродами из тугоплавких соединений или их комбинаций с графитом и другими материалами.

Термоэлектрические термометры первой группы являются наи­более распространенными, они широко вошли в практику техноло­гического контроля и научно-исследовательских работ.

Термоэлектрические термометры второй группы в настоящее время являются больше объектами опытно-исследовательских ра­бот, чем средством технологического контроля температур. Внедре­нию этих высокотемпературных термоэлектрических термометров в широкую практику препятствуют трудность обеспечения стабиль­ности их термо-э.д.с. во времени и недостаточная взаимозаменяе­мость. В то же время термоэлектрические термометры этой группы представляют большой практический интерес. Ниже рассмотрим наиболее распространенные термоэлектрические термометры.

Термоэлектрические термометры с термоэлектродами из благо­родных металлов, главным образом платиновой группы, широко применяют для измерения температур в области от 300 до 1800 ⁰С.

Платинородий-платиновые термоэлектрические термометры при­меняются для измерения температур в области 300 — 1600 ⁰С в окис­лительной и нейтральной среде. Для измерения отрицательных тем­ператур платинородий-платиновые термоэлектрические термометры не применяются, так как их термо-э.д.с. в этой области меняется не монотонно. Платинородий-платиновые термометры находятся в числе лучших термоэлектрических термометров по точности и воспроизводимости термо-э.д.с. Положительным термоэлектродом у этих термометров является платинородий (сплав 90% Pt и 10% Rh), отрицательным – чистая платина.

Применяемые платинородий-платиновые термоэлектрические термометры в зависимости от их назначения разделяются на следующие три основные разновидности: эталонные (ТПП-Э), образцовые (ТПП-О) и рабочие повышенной точности (ТПП-РПТ) и технические (ТПП). Основные характеристики термоэлектрических термометров ТПП-Э, ТПП-О и ТПП-РПТ приведены в таблице П6, а ТПП – в таблице П7.

Рабочие платинородий-платиновые термоэлектрические термометры ТПП применяют в промышленности для измерения температуры газовых сред в тех случаях, когда термоэлектрические термометры с электродами из неблагородных металлов не удовлетворяют необходимым требованиям. Градуировочная характеристика термоэлектрических термометров ТПП приведена в таблице П1.

Термоэлектрические термометры с электродами из неблагородных металлов широко применяют для измерения температур жидкостей, газов, пара, поверхностей нагрева и в ряде других случаев. Некоторые из них применяют также для кратковременных измерений температуры расплавленных металлов. Термоэлектрические термометры с электродами из неблагородных металлов сравнительно дешевы и в большинстве случаев развивают большую термо-э.д.с., чем термометры платиновой группы.

Хромель-копелевые термоэлектрические термометры типа ТХК широко применяют для измерения температур различных сред. Для изготовления положительного термоэлектрода используется хромель Т, представляющий собой жаропрочный немагнитный сплав на никелевой основе (89% Ni + 9,8% Cr + 10% Fe + 0,2% Mn). Отрицательный термоэлектрод – копель, сплав из меди и никеля (56% Cu + 44% Ni). Верхний температурный предел длительного применения термоэлектродов из копелевой проволоки в зависимости от ее диаметра лежит в пределах 500-600 ⁰С при работе в атмосфере чистого воздуха. Невысокий температурный предел применения объясняется тем, что копелевая проволока, содержащая медь, сравнительно быстро окисляется при высоких температурах, и вследствие этого происходит изменение термо-э.д.с. термоэлектрода. Термоэлектрические термометры ТХК развивают наибольшую термо-э.д.с. по сравнению с другими типами термометров. Градуировочная характеристика термоэлектрических термометров ТХК приведена в таблице П3.

Хромель-алюмелевые термоэлектрические термометры типа ТХА широко применяются для измерения температур газовых сред, пара и жидкостей. Положительным термоэлектродом является хромелевая проволока, отрицательным служит алюмель, представляющий собой магнитный сплав на никелевой основе (94%Ni + 2%Al + 2,5%Mn + 1%Si + 0,5% примеси). Термоэлектрические термометры ТХА обладают лучшей сопротивляемостью окислению, чем другие термометры из неблагородных металлов, при работе в воздушной среде. Градуировочная характеристика термоэлектрических термометров ТХА приведена в таблице П2.