ЖУРНАЛ «СТА» №2/2004

66 СТА 2/2004 www.cta.ru П РЕОБРАЗОВАТЕЛИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ , ОСНОВНЫЕ ТИПЫ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ Широкому применению в промыш- ленности и научных исследованиях термоэлектрические преобразователи (далее ТП) обязаны в первую очередь своей простоте, удобству монтажа, возможности измерения локальной температуры. К числу достоинств ТП относятся также широкий диапазон измеряемых температур, малая инер- ционность, возможность измерения малых разностей температур. Межгосударственный стандарт ГОСТ 661694 «Преобразователи тер- моэлектрические. Общие технические условия» введён в действие в качестве государственного стандарта РФ с 1 ян- варя 1999 г. В этом стандарте опреде- лены понятия термоэлектрического преобразователя и термопары. Термо- электрические преобразователи — ус- тройства с металлическими термопа- рами в качестве термочувствительных элементов, предназначенные для из- мерения температуры от минус 270 до плюс 2500°С. Термопара — два про- водника из разнородных материалов, соединённых на одном конце и обра- зующих часть устройства, использую- щего термоэлектрический эффект для измерения температуры. В стандарте нормализованы требования к двенад- цати типам ТП, некоторые из них представлены в табл. 1. В ГОСТ 661694 п. 5.5 приведено требование: конструкция ТП и приме- няемые материалы должны обеспечи- вать стабильность ТП при воздействии температуры верхнего значения рабо- чего диапазона измерения в течение 2 часов. Изменение НСХ ТП не долж- но быть более 1 / 2 допускаемых откло- нений [1]. Указанное требование не учитывается многими специалистами, полагающими, что на верхнем пределе рабочего диапазона измеряемых тем- ператур ТП будет работать если не ты- сячи, то хотя бы сотни часов, так как в прежнем издании ГОСТ 661674 ука- зывался диапазон измеряемых темпе- ратур при длительном применении термопар. Вообще принято считать ра- боту ТП длительной, если он работает от нескольких сотен до тысяч часов и за этот срок изменение статической характеристики термопары по отно- шению к номинальной характеристи- ке не превышает 1%. Кратковремен- ным применением считается работа ТП длительностью до 100 часов. За это время статическая характеристика тер- мопары также не должна измениться больше чем на 1% [2]. На наш взгляд, в ГОСТ 6616 необходимо ввести кон- кретные определения сроков работы, увязав их с ГОСТом 563272 «Стали высоколегированные и сплавы корро- зионностойкие, жаростойкие и жаро- прочные», фактически регламентиру- В ЗАПИСНУЮ КНИЖКУ ИНЖЕНЕРА Термоэлектрические преобразователи температуры. Теория, практика, развитие Анатолий Белевцев, Владимир Богатов, Андрей Каржавин, Денис Петров, Анатолий Улановский Примечания. 1. Указанные буквенные обозначения номинальной статической характеристики (НСХ) термопар соответствуют обозначениям стандарта МЭК 584-1, кроме термопары хромель-копель (L), не нормируемой данным стандартом. 2. Термоэлектродные материалы обычно поставляются в соответствии с пределами допускаемых отклонений, нормированных для темпе- ратур выше –40°С. Для измерения низких температур при заказе термоэлектродных материалов должны быть оговорены требования на допускаемые отклонения, соответствующие, как правило, 3 классу. 3. По стандарту ФРГ DIN 43710 тип L соответствует термопаре Fe-CuNi (железо-медь-никель), отрицательный термоэлектрод которой ближе по составу к копелю. Её значение термоэдс (Е) немного больше, чем у термопары железо-константан (J). Таблица 1 Химический состав основных типов ТП и пределы измеряемых температур Тип термопары Обозначе- ние МЭК Буквенное обозна- чение НСХ Химический состав термоэлектродов, мас. % Пределы измеряемых температур, С° положительный отрицательный нижний верхний кратковре- менно Медь-константановая ТМКн Cu-CuNi T Cu Cu+(40-45)Ni+1.0Mn +0.7Fe –200 350 400 Хромель-копелевая ТХК — L Ni+9.5 Cr Cu+(42-44)Ni+0.5Mn +0.1Fe –200 600 800 Хромель-константановая ТХКн NiCr-CuNi E Ni+9.5 Cr Cu+(40-45)Ni+1.0Mn +0.7Fe –200 700 900 Железо-константановая ТЖК Fe-CuNi J Fe Cu+(40-45)Ni+1.0Mn +0.7Fe –200 750 900 Хромель-алюмелевая ТХА NiCr-NiAl K Ni+9.5 Cr Ni+1Si+2Al+2.5Mn –200 1200 1300 Нихросил-нисиловая ТНН NiCrSi-NiSi N Ni+14.2Cr+1.4Si Ni+4.4Si+0.1Mg –270 1200 1300 Платинородий-платиновые ТПП13 ТПП10 — R S Pt+13Rh Pt+10Rh Pt Pt 0 1300 1600 Платинородий-платинородиевая — B Pt+30Rh Pt+6Rh 600 1700 — Вольфрамрений- вольфрамрениевые (А-1; А-2; А-3) — — W+5 %Re W+20 %Re 0 2200 2500