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. |