Základní
informace:
Pro vyšší teploty do 1 500°C, krátkodobě do 1 600°C, se
používají termoelektrické články řady PtRh-Pt. Patří mezi nejstarší (dvojice
PtRh 10-Pt, Le Chatelier - 1877). Tento termoelektický článek dosáhl největšího
rozšíření. Pro správnou funkci je důležitá stálost složení slitin větví
a především čistota platinové větve. Při trvalém používání při teplotě
1 200°C se však obě větve termoelektrického článku rozprašují. Snímač se
musí pečlivě chránit před redukčním prostředím, před parami kovů a zvlášť
před křemíkem, který lehce difunduje do materiálu termoelektrického článku
a mění jeho složení, a tím i jeho charakteristiku, na což nesmíme zapomenout
při volbě materiálu izolace pro měřící spoj termoelektrického článku. Na
obr. 2.6. je graficky naznačen vliv přísady rhodia na termoelektrické napětí
článku PtRh-Pt. Z grafu je též patrný průběh charakteristiky snímače PtRh
18, z něhož vyplývá, že pro většinu měření je parazitní vliv srovnávacího
spoje potlačen.
Při vyšších teplotách a delší době používání se též stává,
že rhodium ze slitinové větve (např. PtRh 10) difunduje v místě spoje do
čisté platiny, čímž se podstatně a nenávratně změní charakteristika snímače.
Aby se potlačil uvedený jev a aby se zvětšila stabilita snímače, byl vyvinut
termoelektrický článek s oběma větvemi slitinovými s různým procentem druhé
složky. Tím se zmenší možnost přecházení rhodiové složky z jedné větve
do druhé. V tab. 2.7. jsou uvedena termoelektrická napětí některých termoelektrických
dvojic platinové řady. Závislost termoelektrických napětí pro některé další
vysokoteplotní dvojice je na obr. 2.8. Hodnota napětí je podstatně nižší
než termoelektrických článků z neušlechtilých kovů. Např. Dvojice IrRh
40-Ir se dá použít do 2 000°C, krátkodobě pro 2 100°C. Má dobrou stabilitu
termoelektrického napětí v oxidačním a neutrálním prostředí. Jako ochranné
trubky se používá slinutého korundu s kysličníkem thoria nebo hořčíku.
Pro měření v oxidačním prostředí jsou většinou vhodné
slitiny platiny, rhenia a iridia. Termoelektrické články k měření v redukčním
prostředí jsou většinou tvořeny z prvků nebo slitin molybdenu, wolframu,
rhenia a tantalu. Termoelektrický článek wolfram-rhenium (do 2 200°C) se
vyznačuje velkou hodnotou termoelektrického napětí. Určitou nevýhodou je
křehkost jeho materiálu. Pro měření v interním plynu nebo ve vakuu je nejvhodnější
termoelektrický článek W-Ir, který má velkou citlivost. Používá se do teplot
2 500°C. V redukční atmosféře se jím smí měřit pouze krátkodobě.
Výhodou je, že v oblasti přes 1 000°C je jeho charakteristika téměř lineární.
Termoelektrický článek W-W Re se používá pro nepřetržité měření do
2 500°C a krátkodobě do 2 800°C v redukční nebo interní atmosféře.
Použitelnost termoelektrických článků W-Mo, Ir-IrRh, Ir-Re,
Re-W a dalších bývá v mnoha případech v provozních podmínkách nad 1 800°C
z různých příčin omezena, např. Pro nevyhovující stálost, nezbytnost použití
ochranného plynu apod. |