Сплавы для термопар.

Хотя многие неметаллические материалы (в первую очередь полупроводники) имеют большие потенциальные возможности для успешного применения в термоэлектрической термометрии, технология их изготовления является недостаточно совершенной. Поэтому подавляющее большинство термопар изготавливают из металлических компонентов. Наиболее часто применяют следующие сплавы:

1) копель (56% Сu и 44% Ni);

2) алюмель (95% Ni, остальные — Аl, Si и Мn);

3) хромель (90% Ni и 10% Сr);

4) платинородий (90% Pt и 10% Rh).

На рис. 3.3.115 приведены зависимости термо-э. д. с. от разности температур горячего и холодного спаев для наиболее употребительных термопар.

Небольшие изменения состава сплава могут могут привести к значитель­ным изменениям термо-э. д. с. Однако это не лимитирует точности измерений, если только термопара не используется без предварительной градуировки.

Термопары можно применять для измерения следующих температур: платинородий — платина до 1600°С; медь — константен и медь —копель до 350°С; железо — константан, железо — копель и хромель — копель до 600°С; хромель — алюмель до 900—1000°С. Из применяемых в практике термопар наибольшую термо-э. д. с. при данной разности температур имеет термопара хромель — копель. Знак термо-э. д с. у приведенных на рис. 3.3.1.15 термопар таков, что в холодном спае ток направлен от первого названного в паре материала ко второму (т. е. от хромели к копелю, от меди к константану и т. д.), а в горячем спае — в обратном направлении.

Большинство термопар устойчиво работает лишь в окислительной среде. В процессе длительной эксплуатации может наблюдаться постепенное изменение удельной термо-э. д. с. Причинами нестабильности являются загрязнения примесями из окружающей атмосферы, летучесть компонентов, окисление проволок, резкие перегибы и деформации, которые вносят внутренние напряжения и создают физическую неоднородность. Наиболее высокой точностью, стабильностью и воспроизводимостью обладают платинородиевые термопары, несмотря на малую удельную термо-э. д. с. Эти качества объясняются химической инертностью материала и возможностью получать его с высокой степенью чистоты.