Zahteve za običajno uporabljene termočlene v eksperimentalnih električnih pečeh

1. Visokotemperaturna odpornost, eksperimentalna električna peč - Območje merjenja temperature termočlena je v glavnem odvisno od visokotemperaturne zmogljivosti termoelektrične elektrode. To pomeni, da v visokotemperaturnih medijih bolj ko so fizikalne in kemijske lastnosti termoelektrične elektrode stabilne, širše je območje merjenja temperature termoelementa, ki je sestavljen iz nje.
2. Izrecno dobro – pri uporabi termočlenov, izdelanih iz istih dveh vrst termoelektričnih elektrodnih materialov, se zahteva, da so njihove električne in toplotne lastnosti dosledne in stabilne, tako da se lahko termočleni proizvajajo v serijah in imajo dobro medsebojno zamenljivost;
3. Visoka občutljivost in dobra linearnost - potrebno je, da je termoelektrični potencial, ki ga ustvari termočlen, dovolj velik in linearno povezan s temperaturo;
4. Zahteva se, da termoelektrični materiali ne izpolnjujejo le zgornjih zahtev, ampak imajo tudi nizek koeficient upora in temperaturni koeficient upora, kolikor je to mogoče, ter imajo poceni ceno in zadostno oskrbo.
Termoelemente, ki se uporabljajo v eksperimentalnih električnih pečeh, je treba izbrati razumno glede na zahteve med uporabo. Trenutno obstaja več pogosto uporabljenih termočlenov:
[1) Platinum Rodium/Platinum Thermoelement – ​​Njegova delitvena številka je S, pozitivna elektroda je zlitina 90 % platine in 10 % rodija, negativna elektroda pa je žica iz čiste platine.
Prednost tega termočlena je, da lahko enostavno pripravi platinasto rodijevo zlitino visoke čistosti, zaradi česar jo je enostavno ponoviti, in ima visoko natančnost merjenja temperature. Lahko se uporablja kot referenčni termočlen v mednarodnem praktičnem temperaturnem območju 630.74-1064.43 stopinj. Ima visoko fizikalno in kemično stabilnost in je primeren za uporabo v oksidativnih in nevtralnih atmosferah; Njegovo tališče je visoko, zato je visoka tudi zgornja meja merjenja temperature. Pri industrijskih meritvah se običajno uporablja za merjenje temperatur nad 1000 stopinj. Uporablja se lahko neprekinjeno dolgo časa pod 1300 stopinjami, kratkotrajna meritev temperature pa lahko doseže 1600 stopinj.
Pomanjkljivosti termoelementov platina rodij/platina so visoka cena in nizek termoelektrični potencial. Če se uporabljajo v atmosferah redukcijskih plinov, kovinskih hlapov, kovinskih oksidov, silicijevega oksida in žveplovega oksida, se lahko hitro onesnažijo in pokvarijo. Zato je treba pri uporabi v teh atmosferah dodati zaščitne ovoje. Poleg tega je termoelektrična zmogljivost te vrste termočlena zelo nelinearna in njegova termoelektrična elektroda bo pri visokih temperaturah sublimirala, kar bo omogočilo molekulam rodija, da prodrejo v platinasto elektrodo in jo onesnažijo, kar povzroči nestabilen termoelektrični potencial.
[2] Nikelj krom/nikelj krom termočlen - njegova delitvena številka je K, sestava pozitivne elektrode je 9-10 % kroma in 0.4 % silicija, ostalo je nikelj, sestava negativne elektrode je 2 .5-3% silicija,<0.6% chromium, and the rest is nickel.
Prednosti te vrste termoelementa so močna odpornost proti oksidaciji in koroziji, dobra toplotna stabilnost, velik termoelektrični potencial, dobro linearno razmerje med termoelektričnim potencialom in temperaturo ter poceni materiali toplotne elektrode. Uporablja se lahko neprekinjeno dolgo časa pod 1000 stopinjami, kratkotrajna meritev temperature pa lahko doseže 1300 stopinj.
Pomanjkljivost nikelj krom/nikelj silicijevih termočlenov je, da so zlahka korodirani v redukcijskih medijih pri temperaturah nad 500 stopinj, pa tudi v žveplovi in ​​kemični atmosferi. Zato je treba pri delu v teh atmosferah dodati zaščitne rokave, njihova natančnost merjenja temperature pa je tudi nižja kot pri termoelementih iz platine rodij/platina.
[3] Termoelement nikelj krom/baker – z referenčno številko E je sestava nikelj kroma pozitivne elektrode 9-10 % kroma, 0.4 % silicija, ostalo pa je nikelj; Negativna elektroda je razdeljena na 56% bakra in 44% niklja.

Prednosti termoelementa nikelj krom/baker sta visok termoelektrični potencial in nizka cena. Pomanjkljivost tega tipa termočlena je, da ga ni mogoče uporabiti za merjenje visokih temperatur. Njegova zgornja temperaturna meja je 800 stopinj, pri dolgotrajni uporabi pa je omejena le na manj kot 600 stopinj. Poleg tega je treba zaradi dovzetnosti bakrovih zlitin za oksidacijo in kvarjenje med uporabo namestiti zaščitne tulke.
[4] Termočlen iz platine iz rodija 30/platine iz rodija 6 – skrajšano kot dvojni termočlen iz platine iz rodija, s številko razdelka B. Pozitivna in negativna elektroda tega termočlena sta izdelani iz zlitine platine iz rodija z različnimi razmerji vsebnosti zlitine. Pozitivna elektroda vsebuje 30 % rodija, negativna elektroda pa 6 % rodija. Dvojni termočlen iz platine iz rodija ima močno sposobnost proti obraščanju in ima še vedno dobro stabilnost pri merjenju temperatur do 1800 stopinj. Njegova natančnost merjenja temperature je visoka, primerna za oksidativne in nevtralne medije ter lahko dolgo časa neprekinjeno meri visoke temperature od 1400-1600 stopinj, s kratkoročnimi meritvami do 1800 stopinj.
Občutljivost dvojnega platinastega rodijevega termočlena je razmeroma nizka, zato je treba pri njegovi uporabi opremiti prikazovalni instrument z višjo občutljivostjo. Pri sobni temperaturi je vpliv temperature na termoelektrični potencial minimalen, zato temperaturna kompenzacija med uporabo na splošno ni potrebna.
[5] Termočlen baker/konstantan – s številko delitve T je pozitivna elektroda izdelana iz bakra, negativna elektroda pa iz zlitine 60 % bakra/40 % niklja.
Njegove prednosti so visoka temperaturna občutljivost, enostavna replikacija termoelektričnih elektrod, nizka cena, dobro delovanje pri nizkih temperaturah in zmožnost merjenja -200 stopinj nizke temperature. Toda baker, ki je njegova komponenta, je nagnjen k oksidaciji, zato zgornja meja merjenja temperature na splošno ne presega 300 stopinj.