Термопара ТПР(B): платинородиевые термопреобразователи для высокотемпературных измерений
Термопара ТПР(B) — это термоэлектрический преобразователь типа B по классификации МЭК 60584, изготовленный из платинородиевых сплавов: положительный термоэлектрод — сплав ПР-30 (70 % платины, 30 % родия), отрицательный — сплав ПР-6 (94 % платины, 6 % родия). Номинальная статическая характеристика преобразования (НСХ) типа B обеспечивает рабочий диапазон от 600 C до 1800 C с кратковременным перегревом до 1820 C. Термопара ТПР(B) применяется в металлургии, стекловарении, производстве керамики и в энергетических установках, где требуется измерение температуры в окислительных средах без прямого контакта с восстановителями.
Конструктивные особенности и материалы
Термоэлектроды ТПР(B) изготавливаются методом волочения до диаметра 0,3–0,5 мм и поставляются в виде проволоки, помещённой в керамическую изоляцию. Защитные чехлы выполняются из корунда (AlO 99 %), муллита или карбида кремния. Для эксплуатации в вакууме или инертных средах применяются чехлы из оксида циркония. Горячий спай термопары ТПР(B) не требует компенсации температуры холодного спая в диапазоне до 100 C, поскольку при 0–50 C термоЭДС не превышает 3 мкВ, что упрощает подключение к измерительным приборам без компенсационных проводов.
Стандартные градуировочные характеристики типа B регламентируются ГОСТ 8.585-2001 и МЭК 60584-1. Отклонения от НСХ для первого класса допуска составляют 1,5 C в диапазоне 600–1700 C, для второго класса — 0,25 % от измеряемой температуры. Дрейф показаний при длительной эксплуатации при 1600 C не превышает 2–4 C за 1000 часов.
Технические параметры термопары ТПР(B)
| Параметр | Значение | Условия | Класс допуска | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Диапазон измерений | 600–1800 C | окислительная среда | 1 | ГОСТ 8.585-2001 |
| ТермоЭДС при 1000 C | 4,83 мВ | холодный спай 0 C | 1 | МЭК 60584-1 |
| ТермоЭДС при 1600 C | 12,43 мВ | холодный спай 0 C | 1 | МЭК 60584-1 |
| Диаметр термоэлектродов | 0,3–0,5 мм | стандартное исполнение | — | ТУ 95.414-83 |
| Допустимое отклонение | 1,5 C | 600–1700 C | 1 | ГОСТ 8.585-2001 |
| Материал чехла | корунд AlO | до 1800 C | — | ТУ 4321-001 |
Области применения
- Металлургические печи и агрегаты: измерение температуры расплава стали и шлака в ковшах, конвертерах и дуговых печах.
- Стекловаренные печи: контроль температуры варочной части и выработочного канала при производстве листового и тарного стекла.
- Керамическое производство: обжиг фарфора, огнеупоров и технической керамики в туннельных и камерных печах.
- Энергетика: контроль температуры дымовых газов в топках котлов и газотурбинных установках.
- Авиакосмическая отрасль: испытания сопловых блоков и камер сгорания на стендовых установках.
- Лабораторные исследования: калибровка и поверка эталонных термопреобразователей в диапазоне до 1800 C.
Эксплуатационные ограничения
Термопара ТПР(B) не предназначена для работы в восстановительных средах, парах металлов и углеродсодержащих атмосферах, так как родий катализирует разложение углеводородов с образованием сажи, вызывающей загрязнение спая и дрейф НСХ. При эксплуатации в вакууме выше 1600 C наблюдается испарение родия, что приводит к изменению градуировки. Для защиты от механических повреждений и агрессивных сред применяются чехлы из карбида кремния или оксида циркония. Монтаж термопары ТПР(B) осуществляется с использованием компенсационных проводов типа В (медь–медьникель) только при температуре холодного спая выше 100 C.
Вопросы и ответы
Каков максимальный рабочий диапазон термопары ТПР(B)?
Длительная эксплуатация — до 1700 C, кратковременная — до 1800 C. При 1820 C ресурс термопары сокращается до нескольких десятков часов.
Требуется ли компенсация температуры холодного спая для ТПР(B)?
В диапазоне 0–50 C термоЭДС не превышает 3 мкВ, поэтому компенсация не требуется. При температуре холодного спая выше 100 C необходимо использовать удлинительные провода типа В.
Можно ли применять ТПР(B) в вакууме?
Кратковременно — да, при давлении не ниже 10 мм рт. ст. и температуре до 1600 C. Длительная работа в вакууме приводит к испарению родия и дрейфу показаний.
Какой класс допуска обеспечивает термопара ТПР(B)?
Стандартно — первый класс с отклонением 1,5 C в диапазоне 600–1700 C. Второй класс допускает отклонение 0,25 % от измеряемой температуры.
