热电偶是一种应用非常广泛的测量仪器,在多个行业中都有很重要的作用。其中热电偶在电炉中的应用也是非常重要的,发挥着至关重要的作用。
电炉中在使用热电偶的时候对于它的材料也是有一定的要求的。
电炉常用热电偶的材料要求
耐高温热电偶的测温范围主要取决于热电极的高温性能,也就是说,在高温介质中,热电极的物理化学性能越稳定,则由它组成的热电偶的测温范围就越宽。
再显性好-用相同的两种热电极材料的热电偶,要求它们的电热性能相而而稳定,这样能使热电偶成批生产,并有很好的互换性。
灵敏度高,线性好-要求热电偶所产生的温差热电势足够大,并与温度呈线性关系。
要求热电偶有为材料除能满足上述几点要求外,并希望它的电阻系数和电阻温度系数尽可能地小,且其价格便宜、货源充足。电炉用热电偶,使用时应根据要求进行合理选择。
目前常用的热电偶有以下几种
铂铑/铂热电偶—其分度号为s,正极是90%铂和10%铑的合金,负极为纯铂丝。这种热电偶的优点是能容易制备纯度极高的铂铑合金,因此便于复制,且测温精度高,可作为国际实用温标中630.74—1064.43℃范围内的基准热电偶。其物理化学稳定性高,宜在氧化性和中性气氛中使用;它的熔点较高,故测温上限亦高。在工业测量中一般用它测量1000℃以上的温度,在1300℃以下可长期连续使用,短期测温可达1600℃。
铂铑/铂热电偶的缺点是：价格昂贵,热电势小,在还原性气体、金属蒸气、金属氧化物及氧化硅和氧化硫等气氛中使用时会很快受到沾污而变质,故在这些气氛中使用它须加保护套管,另外,这种热电偶的热电性能的非线性较大,在高温下其热电极会升华,使铑分子渗透到铂极中去沾污它,导致热电势不稳定。
镍铬/镍硅热电偶—其分度号为k,正极成分是9—10%铬、0.4%硅,其余为镍,负极成分为2.5—3%硅,<0.6%铬,其余为镍。这类热电偶的优点是有较强的抗氧化性和抗腐蚀性,其它学稳定性好,热电势较大,热电势与温度的线性关系好,其热电极材料的价格便宜,可在1000℃以下长期连续使用,短期测温可达1300℃。
镍铬/镍硅热电偶的缺点是：在500℃以上的温度中和在还原性介质中,以及在硫及化物气氛中使用时很容易被腐蚀,所以,在这些气氛中工作时必须加保护套管,另外它的测温精度也低于铂铑/铂热电偶。
镍铬/康铜热电偶—分度号为e,正极镍铬成分为9—10%铬,0.4%硅,其余为镍;负极康铜分为56%铜和44%镍。
镍铬/康铜热电偶的很大的优点：热电势大,价格便宜。
这种热电偶的缺点是：不能用来测高温,其测温上限为800℃,长期使用时,只限600℃以下,另外,由于康铜合金易受氧化而变质,使用时必须加装保护套管。
铂铑30/铂铑6热电偶—简称为双铂铑热电偶,分度号为b。该热电偶的正负极都是铂铑合金,仅仅是合金含量比例不同而巳,正极含铑30%,负极含铑为6%,双铂铑热电偶的抗沾污能力强,在测温1800℃温度时仍有很好的稳定性。其测温精度较高,适用于氧化性、中性介质,可以长期连续测量1400—1600℃的高温,短期测量可达1800℃。双铂铑热电偶的灵敏度较低,使用时应配灵敏度较高的数显表。在室温时温度对热电势的影响极小,故使用时一般不需要进行温度补偿。
铜/康铜热电偶-其分度号为t,正极为铜,负极为60%铜/40%镍的合金。其优点是测温灵敏度较高,热电极容易复制,价格便宜,低温性能好,可测量—200℃低温。但其成分铜易氧化,因此一般测温上限不超过300℃。