ЖУРНАЛ «СТА» №2/2004

74 СТА 2/2004 www.cta.ru В З АПИС Н УЮ К НИЖК У ИНЖЕ Н Е РА превышает 100 мкВ, тогда как у ТХА за 300 ч достигает 300 мкВ [10] (рис. 5). В работе [10] делается вывод о существенной необратимой неста- бильности термопары ХА при темпе- ратурах выше 1050°С, а изменение термоэдс ТНН при диаметре термо- электродов не менее 2,5 мм и темпера- туре до 1200°С такое же, как у термо- пар из драгоценных металлов (ТПП, ТПР). Новые термопарные сплавы также показали высокую радиацион- ную стойкость изза отсутствия акти- вирующихся примесей Mn, Co, Fe. Авторразработчик термопары НН, др Ноэл Берли (Австралия), показы- вает перспективность её применения в качестве универсального средства измерения температур в диапазоне 0 − 1230°С, что повысит точность про- мышленных измерений, качество ко- нечного продукта и, в конечном сче- те, эффективность всего производст- ва [10]. К АБЕЛЬНЫЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ В настоящее время во всём мире ши- рокое распространение получили тер- моэлектрические преобразователи, из- готавливаемые из термопарного кабе- ля. Ведущие мировые производители, такие как ABB, Ari, JUMO, Pyrotenax, Siemens, Thermocoax, TRM, 9095% объёмов термоэлектрических преобра- зователей производят из кабеля. Он представляет собой гибкую металличе- скую трубку с размещёнными внутри неё одной или двумя парами термоэле- ктродов, располо- женными парал- лельно друг другу. Пространство во- круг термоэлектро- дов заполнено сильно уплотнён- ной мелкодисперс- ной минеральной изоляцией (рис. 6). В России выпуска- ют термопарный кабель с двумя ти- пами термоэлект- родов: КТМСХА и КТМСХК (ка- бель термопарный с минеральной изо- ляцией в стальной оболочке с хро- мельалюмелевыми или хромелько- пелевыми термоэлектродами) диамет- ром от 0,9 до 7,2 мм с изоляцией из электротехнического периклаза (осно- ва MgO98%) по ТУ 16505.75775 (табл. 3). Оболочка кабеля изготовлена из жаростойкой стали или сплава. Термопарный кабель за счёт высо- кой плотности заполнения перикла- зом выдерживает изгиб на 180° вокруг цилиндра диаметром, равным пяти- кратному диаметру кабеля. Например, кабель диаметром 3 мм можно навить на трубу диаметром 15 мм. При этом не происходит замыкания электродов между собой или с оболочкой. Высо- кая плотность заполнения обусловле- на технологией изготовления кабеля. Из порошка периклаза методом сухо- го прессования изготавливают двухка- нальные бусы, в которые вставляют термоэлектроды, сборку помещают в трубу диаметром около 20 мм и много- кратно протягивают через фильеры, проводя промежуточный отжиг в сре- де водорода или аргона. Условные обозначения: 1 — оболочка кабеля; 2 — термоэлектроды; 3 — минеральная изоляция (MgO); d — наружный диаметр оболочки кабеля; S — толщина оболочки кабеля. Рис. 6. Термопарный кабель с одной или двумя парами термоэлектродов 1 2 3 d S d=4,6 S Рис. 5. Изменения термоэдс термопар нихросил-нисил с разными диаметрами термоэлектродов при длительной выдержке на воздухе для трёх постоянных температур (1077; 1152; 1202°С) Изменение термоэдс, мкВ Время выдержки, ч 1077°C 1152°C 1202°C 200 400 600 800 1000 1200 0 тип K тип N ∅ 3,2 мм °C 200 100 0 6 4 2 0 тип K тип N ∅ 2,6 мм 200 100 0 4 2 0 тип N тип K ∅ 2,0 мм 4 2 0 200 100 0 тип N тип K ∅ 1,6 мм 4 2 0 200 100 0 Таблица 3 Основные технические характеристики термопарного кабеля КТМС Наружный диаметр оболочки кабеля d, мм 1,0 1,5 3,0 4,0 4,6 5,0 6,0 Число термоэлектродов 2 2 2 2 4 2 2 Номинальное сечение термоэлектродов, мм 2 0,03 0,06 0,30 0,50 0,44 0,60 0,90 Диаметр термоэлектродов, мм 0,20 0,27 0,65 0,85 0,75 0,90 1,08 Толщина оболочки S, мм 0,15 0,25 0,35 0,52 0,35 0,62 0,75 Материал оболочки сталь 12Х18Н10Т, сплав ХН78Т Для сравнения приведены изменения термоэдс термопар хромель-алю- мель с диаметром термоэлектродов 3,2 мм для температур 1077 и 1202°С, предварительно отожжённых в течение 80 часов при постоян- ной температуре (температура отжига та же, что и при калибровке термопар) [9].