Материалы для термопар хромель алюмель копель презентация

К материалам для термоэлектродов термопар кроме требования получения большого знамения термоЭДС предъявляются и другие требования. Пожалуй, наиболее важным из них является обеспечение взаимозаменяемости. Это означает, что термопары одного и того же типа должны иметь при одинаковых температурах одну и ту же термоЭДС. В этом случае замена термопары не должна привести к перенастройке или переградуировке измерительного прибора. Поскольку термопары часто используются в очень тяжелых условиях (высокие температуры, агрессивная среда и т. п.), порой их необходимо менять уже через 1—2 тыс. ч. А измерительные приборы способны работать годами, их менять при замене термопары нецелесообразно. К тому же в промышленности получили большое распространение так называемые обегающие системы автоматического контроля, когда на один и тот же измерительный прибор последовательно подаются сигналы от нескольких десятков термопар, контролирующих температуру в разных местах. Поэтому необходима стабильность и повторяемость свойств термопар. В табл. 2 приведены основные типы термопар, выпускаемых серийно, и их характеристики. В паре материалов первым указан положительный электрод.

Таблица 2. Зависимость термоЭДС от температуры для стандартных термопар (при температуре свободных концов 0 °С)

термопара платинородий-платина, гр. ПП

термопара хромель-алюмель, гр.ХА

термопара хромель-копель, гр. ХК

В зависимости от материала электродов термопары, получившие практическое применение, разделяются на две основные группы: из благородных и неблагородных металлов.

Наибольшее распространение из первой группы получила термопара типа ТПП. Один электрод ее изготовлен из платинородия (90 % платины и 10 % родия), другой — из чистой платины. Эта термопара может использоваться как образцовая. Достоинствами ее являются химическая стойкость к окислительной среде, взаимозаменяемость термоэлектродов, повторяемость характеристик. Недостаток — малое значение термоЭДС. Термопара типа ТПП может длительно работать при температуре 1300 ºС, термоЭДС ее при этой температуре составляет 13,152 мВ.

Для более высоких температур (длительно — до 1600 ºС, кратковременно— до 1800 °С) применяется термопара ТПР. Один электрод— платинородий (70 % платины и 30 % родия), другой электрод также платинородий (94 % платины и 6 % родия). При температуре 1800 ºС термоЭДС составляет 13,927 мВ.

Существенно большие значения термоЭДС имеют термопары из неблагородных металлов, материалом для электродов которых служат специально разработанные сплавы: хромель (89 % никеля, 9,8 % хрома, 1 % железа, 0,2 % марганца), алюмель (94 % никеля, 2,5 % марганца, 2 % алюминия, 1 % кремния, 0,5 % железа), копель (55 % меди, 45 % никеля).

Рис. 2. Зависимости термоЭДС от температуры

Наибольшее распространение получили термопары типа ТХА (хромель—алюмель) и типа ТХК (хромель—копель). Зависимость термоЭДС этих термопар от температуры показана на рис. 10.2. Хромель-алюмелевые термопары применяют для измерения температур в пределах от -50 до 1000 °С. Они способны работать в окислительной среде, поскольку образуемая при нагреве тонкая защитная пленка препятствует проникновению кислорода внутрь металла. Зависимость термоЭДС от температуры для термопар ТХА близка клинейной. Хромель-копелевые термопары имеют самую высокую чувствительность: 6,95 мВ на 100 ºС. Однако диапазон измеряемых температур (от -50 до 600 °С) несколько ниже, чем у термопар типа ТХА. Несколько хуже у термопар типа ТХК и линейность характеристики. Их достоинством является более высокая влагостойкость.

Читайте также:  Настольная циркулярная пила макита

Термопара типа ТНС (электроды выполнены из сплавов НС-СА) применяется в диапазоне температур от 300 до 1000 °С. ТермоЭДС ее невелика — всего 13,39 мВ при 1000 ºС. Но характерной особенностью этой термопары является то, что на точность ее работы почти не влияет температура холодного спая. Объясняется это тем, что термоЭДС термопары типа ТНС в диапазоне низких температур (до +200 °С) практически близка к нулю. Следовательно, изменения температуры холодного спая, вызванные обычными погодными колебаниями в помещении и даже на улице, почти не влияют на результаты измерения.

Кроме перечисленных материалов для термопар используются и другие, менее распространенные, но имеющие свои достоинства. Для измерения высоких температур применяют термопару из тугоплавких металлов — вольфрама и молибдена. Достоинством термопар медь—копель и железо—копель является низкая стоимость.

Конструктивно термопары выполняются в специальной арматуре, обеспечивающей защиту электродов от действия горячих химически агрессивных газов и паров, электрическую изоляцию выводов. Для защиты термопар из неблагородных металлов применяют стальные трубки диаметром 21 мм и с максимальной глубиной погружения до 2 м.

Для защиты термопар из благородных металлов применяются кварцевые и фарфоровые трубки диаметром 8 и 20 мм. Для изоляции используют асбест (до 300 °С), кварц (до 1000 °С), фарфор (до 1400 °С).

Так как термопары являются датчиками генераторного типа, то их в принципе можно использовать и для получения электроэнергии. Измерительные термопары для этой цели практически непригодны, поскольку их термоЭДС невелика. Но термопары с электродами из полупроводниковых материалов имеют термоЭДС, на порядок большую (до 65 мВ на 100 °С). С помощью таких термопар может осуществляться, например, и преобразование солнечной энергии в электрическую. Нашли применение они в быту: термогенераторы используются для питания радиоприемников. КПД полупроводниковых термоэлементов достигает 10 %. Для целей измерения полупроводниковые термопары пока не применяются из-за нелинейности характеристики, малой механической прочности и сравнительно малого (до 500 °С) температурного диапазона.

Калькулятор "Металлы и сплавы". Термоэлектродные сплавы

Используйте данный переключатель для изменения режима расчета: длину в массу или массу в длину.
Переключатель единиц измерения килограммы/граммы.
Переключатель единиц измерения метры/миллиметры.
Читайте также:  Как выбрать масляный обогреватель для квартиры

Кнопки перемещения по сплавам.

Измерения играют очень важную роль в работе многих устройств и при проведении исследований. Термопары позволяют получать точные показания температур в очень широких диапазонах. При этом основной изюминкой ТХК (хромель-копель) является ее способность очень точно измерять малые разности температур, что достигается за счет высокой чувствительности и стабильности измерительного прибора данного типа.

В компании МТК Метотехника можно купить проволоку из сплавов хромель, копель. Для этого достаточно позвонить по телефону, отправить заявку на email или сделать заказ через сайт на странице с прайс-листом.

Подробное описание способов производства указанной продукции, марки и рекомендации по применению представлены на данной странице в соответствующих разделах. Также указаны ссылки на стандарты, являющиеся важными источниками технической информации.

Марки

Изделия изготавливаются из термоэлектродных никелевого сплава хромель НХ 9,5 и медно-никелевого – копель МНМц 43-0,5.

Никель (Ni) является основой хромеля. Его содержание составляет 87,4-90,4% (включает 0,6-1,2% кобальта (Co)). Хром (Cr) представлен 9-10%, остальные элементы, к которым относятся марганец (Mn), кремний (Si), железо (Fe) и некоторые другие составляют десятые, сотые и тысячные процента.

Копель помимо никеля с кобальтом (Ni+Co) – 42,5-44,0%, содержит 54,4-57,4% меди (Cu). Два этих элемента составляют его основу. Среди остальных компонентов материала можно выделить марганец (Mn), массовая доля которого составляет 0,1-1%.

Химический состав марок НХ 9,5 и МНМц 43-0,5 представлен в стандарте ГОСТ 492-2006 и им регламентируется.

Производство

Для производства проволоки из термоэлектродных сплавов хромель и копель в промышленности используется протяжка. Эта операция относится к обработке давлением. Конечная продукция получается холоднодеформированной.

Из дополнительной обработки осуществляется только отжиг для придания термопарной проволоке хромель-копель мягкого состояния. Травление поверхности и механическая обработка не производятся.

После получения полуфабрикатов необходимо определить конкретные мотки проволоки, которые вместе будут работать в паре. Для этого выполняется подбор по специальным методикам. Описание процесса подбора пар, а также градуировки и поверки представлено в статье Термопары. Типы, характеристики, конструкции, производство.

Размеры, состояние поставки, свойства, диапазоны измерений рассматриваемой продукции описаны в стандарте ГОСТ 1790-77, номинальные статические характеристики для соответствующих термопар – ГОСТ Р 8.585-2001.

Характеристики

  • Диапазон измеряемых температур: от -253 °С до +800 (+1100) °С. В скобках указана максимальная температура при кратковременном использовании.
  • Эксплуатируется в окислительной среде или среде инертных газов; возможно краткосрочное применение в вакууме; для использования в восстановительной или окислительно-восстановительной атмосфере необходимо наличие защиты.
  • Для изоляции электродов используется фарфор, кварц, стекловолокно, эмали, асбест.

Применение

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Читайте также:  Сталь с 345 гост

Купить Алюмель НМцАК2-2-1, Хромель НХ9, Копель МНМц40-1,5 в Компании С-Клевер. Продажа с отмоткой, метражом. Фото. Склад в Москве. Минимальный заказ – 10 метров.

Стандартная градуировочная таблица термопары алюмель – хромель

АЛЮМЕЛЬ
Марка Диаметр, мм руб/метр
НМцАК2-2-1 0,5 80
НМцАК2-2-1 0,65 100
НМцАК2-2-1 0,7 120
НМцАК2-2-1 1,2 250
НМцАК2-2-1 1,5 400
ХРОМЕЛЬ
Марка Диаметр, мм руб/метр
НХ9,5 0,3 60
НХ9,5 0,4 70
НХ9,5 0,5 80
НХ9,5 0,65 100
НХ9,5 1,2 250
НХ9,5 1,5 400
КОПЕЛЬ
Марка Диаметр, мм руб/метр
МНМц40-1,5 0,5 100
МНМц40-1,5 1,8 450

* Обращаем Ваше внимание на то, что цены, приведенные в прайс-листе, носят исключительно информационный характер и ни при каких условиях не являются офертой, определяемой положениями статей 435, 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Для получения более подробной информации о стоимости продукции обращайтесь к нашим сотрудникам.

Хромель, алюмель и копель представляют собой сплавы с тем или иным химическим составом. Так, первый включает в себя никель, хром, кремний, медь, марганец, кобальт. Второй от него отличается наличием алюминия, отсутствием Cr, Cu. Третий состоит лишь из меди, железа и никеля. Соответственно, пропорции элементов, их составляющих, тоже разные. Однако все перечисленные сплавы характеризуются стабильными показателями электродвижущей силы в цепи во всем диапазоне рабочих температур.

Особенности и применение различных сплавов

Отличаются алюмель, копель, хромель плотностью, удельным электрическим сопротивлением, коэффициентом линейного расширения, температурой плавления. Так, алюмель самый неплотный, однако кратковременно выдерживает чуть более 1400 градусов Цельсия. Его сопротивление тоже невелико, а вот коэффициент линейного расширения средний для вышеуказанных сплавов.

Хромель имеет, пожалуй, наиболее сбалансированные характеристики, а потому весьма универсален. Копель отличается высокой плотностью, низкой температурой плавления (1200 градусов Цельсия), значительным коэффициентом расширения.

В любом случае показатели того или иного соответствующего изделия должны удовлетворять требованиям ГОСТ и ТУ. Особенно тщательно на производстве должны следить за соблюдением допустимых отклонений. После оценки очередной партии производят присвоение того или иного класса допуска (1-3). Чем больше данная цифра, тем выше погрешность.

Используют перечисленные сплавы при производстве проволоки, необходимой для изготовления электродов и удлиняющих проводов термопар (термоэлектрических преобразователей). Такие изделия востребованы в медицинской сфере, промышленности, научной отрасли. Необходимо отметить, что для наибольшее распространение при этом получили комбинированные термопары, например хромель-алюмель (ТХА) или хромель-копель (ТХК), сочетающие в себе преимущества каждого из компонентов. Купить термопару, которая отличается высоком качеством, вы можете в нашей компании.