Вимоги до термопар, які зазвичай використовуються в експериментальних електропечах

1. Стійкість до високих температур, експериментальна електрична піч. Діапазон вимірювання температури термопари в основному залежить від високотемпературних характеристик термоелектричного електрода. Тобто, у високотемпературних середовищах чим стабільніші фізичні та хімічні властивості термоелектричного електрода, тим ширший діапазон вимірювання температури термопари, що складається з нього.
2. Відповідне добре - використання термопар, виготовлених з тих самих двох типів термоелектричних електродних матеріалів, вимагається, щоб їхні електричні та теплові властивості були послідовними та стабільними, щоб термопари можна було виробляти партіями та мати хорошу взаємозамінність;
3. Висока чутливість і хороша лінійність - необхідно, щоб термоелектричний потенціал, створюваний термопарою, був достатньо великим і лінійно залежав від температури;
4. Необхідно, щоб термоелектричні матеріали не тільки відповідали вищевказаним вимогам, але також мали низький коефіцієнт опору та температурний коефіцієнт опору, наскільки це можливо, мали низьку ціну та достатню пропозицію.
Термопари, що використовуються в експериментальних електричних печах, слід обґрунтовано вибирати відповідно до вимог під час використання. В даний час існує кілька широко використовуваних термопар:
[1) Платинова родієва/платинова термопара – її номер поділу – S, позитивний електрод – це сплав 90% платини та 10% родію, а негативний електрод – чистий платиновий дріт.
Перевага цієї термопари полягає в тому, що вона може легко отримувати платиново-родієвий сплав високої чистоти, що полегшує його копіювання, і має високу точність вимірювання температури. Його можна використовувати як еталонну термопару в міжнародному практичному діапазоні температур 630.74-1064.43 градусів. Має високу фізико-хімічну стабільність і підходить для використання в окисних і нейтральних атмосферах; Його температура плавлення висока, тому верхня межа вимірювання температури також висока. У промислових вимірюваннях він зазвичай використовується для вимірювання температур вище 1000 градусів. Його можна використовувати безперервно протягом тривалого часу при температурі нижче 1300 градусів, а короткочасне вимірювання температури може досягати 1600 градусів.
Недоліками платинових родієвих/платинових термопар є висока ціна та низький термоелектричний потенціал. При використанні в атмосферах відновлюючих газів, парів металів, оксидів металів, оксиду кремнію та оксиду сірки вони можуть швидко забруднитися та зіпсуватися. Тому при використанні в таких атмосферах необхідно додавати захисні чохли. Крім того, термоелектричні характеристики цього типу термопари дуже нелінійні, і її термоелектричний електрод сублімується при високих температурах, дозволяючи молекулам родію проникати в платиновий електрод і забруднювати його, викликаючи нестабільний термоелектричний потенціал.
[2] Нікель-хром/нікель-хром-термопара — її номер поділки — K, склад позитивного електрода — 9-10% хрому та 0.4% кремнію, решта — нікель, склад негативного електрода — 2 .5-3% кремнію,<0.6% chromium, and the rest is nickel.
Перевагами цього типу термопари є сильна стійкість до окислення та корозії, хороша термічна стабільність, великий термоелектричний потенціал, хороший лінійний зв’язок між термоелектричним потенціалом і температурою, а також дешеві матеріали теплового електрода. Його можна використовувати безперервно протягом тривалого часу нижче 1000 градусів, а короткочасне вимірювання температури може досягати 1300 градусів.
Недоліком нікель-хром/нікель-кремнієвих термопар є те, що вони легко піддаються корозії у відновних середовищах при температурах вище 500 градусів, а також у сірчаній та хімічній атмосферах. Тому під час роботи в таких атмосферах необхідно додавати захисні чохли, а їх точність вимірювання температури також нижча, ніж у платинових родієвих/платинових термопар.
[3] Нікель-хром/мідна термопара - з контрольним номером E, склад нікель-хрому позитивного електрода становить 9-10% хрому, 0.4% кремнію, а решта становить нікель; Негативний електрод складається з 56% міді та 44% нікелю.

Перевагами термопари хром-нікель/мідь є високий термоелектричний потенціал і низька ціна. Недоліком цього типу термопари є те, що її неможливо використовувати для вимірювання високих температур. Його верхня температурна межа становить 800 градусів, а при тривалому використанні вона обмежується лише нижче 600 градусів. Крім того, через сприйнятливість мідних сплавів до окислення та псування, під час використання необхідно встановлювати захисні манжети.
[4] Термопара Platinum Rhodium 30/Platinum Rhodium 6 - скорочено подвійна платинова родієва термопара з номером поділу B. Позитивний і негативний електроди цієї термопари виготовлені зі сплаву платини родію з різним співвідношенням вмісту сплаву. Позитивний електрод містить 30% родію, а негативний електрод містить 6% родію. Подвійна платинова родієва термопара має сильну здатність запобігати забрудненню та все ще має добру стабільність під час вимірювання температури до 1800 градусів. Його точність вимірювання температури є високою, підходить для окислювальних і нейтральних середовищ і може безперервно вимірювати високі температури від 1400-1600 градусів протягом тривалого часу, з короткочасними вимірюваннями до 1800 градусів.
Чутливість подвійної платиново-родієвої термопари відносно низька, тому під час її використання слід використовувати дисплей із вищою чутливістю. При кімнатній температурі вплив температури на термоелектричний потенціал мінімальний, тому під час використання температурна компенсація зазвичай не потрібна.
[5] Термопара мідь/константан — з числом поділки Т, позитивний електрод виготовлено з міді, а негативний електрод — зі сплаву 60% міді/40% нікелю.
Його перевагами є висока чутливість до температури, легке копіювання термоелектричних електродів, низька ціна, хороші показники при низьких температурах і можливість вимірювати низьку температуру -200 градусів. Але його складова мідь схильна до окислення, тому верхня межа вимірювання температури зазвичай не перевищує 300 градусів.