6. 4. INFORMACE - Měření teploty

6. 4. 5. Termoelektrické snímače pro nízké teploty

Základní informace:

   Pro měření nízkých teplot -250 až +500°C se používá běžně termoelektrický snímač Cu-ko. Při přechodu přes 0°C se mění znaménko termoelektrického napětí snímače. Pro vyšší teploty je vhodná dvojice Fe-ko. Konstantan (ko) má podle normy 45%Ni, 55%Cu a nepatrný obsah jiných přísad (Mn, Si, Co, Mg), jehož zvětšení může nepříznivě ovlivnit termoelektrické vlastnosti snímače. Tyto přísady jsou vhodné zejména pro zvětšení odolnosti proti korozi. Velmi choulostivá je konstantanová větev v sirném prostředí. Někdy bývají též jako konstantan označovány slitiny s poněkud odlišným složením, které se pro realizaci snímačů tohoto typu nehodí. 
   Měď používaná na termoelektrické články má být elektrolyticky čistá. Na čistotě mědi velmi záleží, protože jakékoliv příměsi ovlivňují velmi podstatně její termoelektrické vlastnosti. Poměrně úzký teplotní rozsah je omezen  malou odolností mědi, která se snadno okysličuje, dále pak korozní náchylností konstantanu a železa. Znečištění železa (S, Si, Mn a zvlášť C) smí být pouze několik setin procenta. Železo je náchylné ke korozi zvláště v prostředí plynných spalin. Intenzita koroze závisí jednak na kvalitním složení spalin, jednak na jejich teplotě. Pro různé prostředí, při určitých teplotách a stanovíme-li si přístupnou toleranci termoelektrického napětí, můžeme určit dobu životnosti snímače.   Pro vyšší teploty používáme termoelektrického článku NiCr-Ni. Pro měření teploty se používá tato dvojice déle než 50 let (Hoskins). Niklová větev má 95% Ni zbytek tvoří dezoxidační a jiné přísady. Větev niklochromová má mít 85% Ni, 10% Cr a zbytek tvoří opět dezoxidační a jiné přísady. Zachování předem stanoveného složení, zvláště obsahu chromu je velmi obtížné. Odchylky ve složení přirozeně vedou k odchylkám termoelektrických vlastností snímačů, vyrobených z různých materiálů, různých taveb nebo různými výrobci. Ve snaze po sjednocení byla proto stanovena mezinárodní srovnávací stupnice termoelektrických napětí pro různé teploty pro snímač NiCr-Ni. Složení této dvojice je následující : 
Větev NiCr - 89% Ni, 9,8% Cr, 1% Fe, 0,2%Mn 
Větev Ni     - 94% Ni, 2% Al, 1% Si, 2,5% Mn 
Optimální množství chrómu, pokud jde o termoelektrické napětí je 0,8%. Při tomto obsahu chrómu je však doba života chrómniklové větve kratší než větve niklové. Volí se proto větší přísada chrómu, aby se doba životnosti obou větví přibližně vyrovnala.   Při teplotě 600°C se pokrývá povrch termoelektrického článku vrstvou okují, která sice na povrchu pevně drží, nechrání však vnitřní jádro drátu před další oxidací. Větší je toto působení u niklové větve při oxidaci vzduchu.  Niklochrómová větev je napadena podstatně méně , neboť souvislá vrstva oxidů, vytvořená na povrchu drátu,  zabraňuje dalšímu okysličování. Také v prostředí sirnatých plynů je větev NiCr odolnější než větev Ni. Odolnost niklové větve může být sice zlepšena přidáním manganu, avšak přesto se škodlivý vliv síry při vyšších teplotách projeví zkřehnutím materiálu. 

DOWNLOAD

Mertep.exe Kompletní dokumentace pro Měření teploty ( Word 6 )
 

PROCON-CL,  a.s.,  Jižní 2140,  470 01 Česká Lípa,  Tel/Fax:  487823277,  487823672,  E - mail: procon@clnet.cz