Термопара типа B: высокотемпературный диапазон, точность и руководство по выбору

Вакуумная печь для спекания, выдерживающая температуру 1650°C, выходит далеко за рамки возможностей термопары типа К. Его проволоки из никель-хромовых и никель-алюминиевых сплавов плавятся при температуре около 1400°С, а выходной сигнал падает задолго до этого. А Термопара типа B создан для этой зоны: он выдерживает самый высокий номинальный температурный диапазон среди всех стандартных термопар - 1700°С, с кратковременной возможностью до 1820°С, а его две платиново-родиевые ножки противостоят росту зерен, что приводит к преждевременному выходу из строя датчиков из недрагоценного металла.

Что такое термопара типа B: состав и выходная мощность

Термопара типа B представляет собой датчик температуры из благородного металла, определяемый парой материалов: положительной ветвью из платины-30% родия и отрицательной ветвью из платины-6% родия, стандартизованными в соответствии с IEC 60584 и ASTM E230. Он создает напряжение постоянного тока за счет эффекта Зеебека; по мере нагревания измерительного спая разница между двумя ножками из сплава создает ЭДС, которую приборы преобразуют в показания температуры.

Конструкция проста: два провода привариваются к измерительному спаю, продеваются через двухпроходной изолятор из оксида алюминия высокой чистоты и защищаются металлической или керамической оболочкой. Соединение может быть открытым для быстрого измерения газа, заземленным для умеренного реагирования или незаземленным для электрической изоляции. Выходные данные следуют нелинейной кривой:

• 0°C: 0,000 мВ
• 600°С: 1,792 мВ
• 1000°С: 4,833 мВ
• 1400°С: 8,952 мВ
• 1800°С: 13,585 мВ

Отличительной особенностью является плоская область на нижнем конце: между 0°C и 42°C выходное напряжение остается ниже 3 мкВ.

Температурный диапазон термопары типа B, ЭДС и точность

Используйте термопару типа B в диапазоне температур от 600°C до 1700°С для непрерывной работы, допустимы короткие отклонения до 1800–1820°C. При температуре ниже 600°C выходной сигнал настолько мал, что погрешность измерения быстро возрастает; При температуре выше 1700°C миграция родия и рост зерен сокращают срок службы проволоки.

Точность зависит от класса. Стандартные пределы погрешности обычно составляют ±0,5% от измеренной температуры; специальный класс ужесточает допуск до ±0,25% от показания. Для работ по аттестации и калибровке печи указание специального класса устраняет большую часть неопределенности датчика из измерительной цепочки.

Преимущества и ограничения термопар типа B

Тип B занимает свое место везде, где процесс протекает при температуре выше 1400°С, поскольку он превосходит все термопары из недрагоценных металлов при этом уровне. Его ограничениями являются низкая производительность при более низких температурах и стоимость материала в несколько раз выше, чем у типов N или K.

Тип B против типа R и типа S: сравнение семейства благородных металлов

Тип B — специалист по высоким температурам в семействе платина-родий. Типы R и S обеспечивают более высокую чувствительность в диапазоне 0–1400°C, но их ножки из чистой платины ограничивают полезный предел около 1600°С и требуют компенсации холодного спая.

Если датчик большую часть срока службы работает при температуре выше 1400°C, тип B обеспечивает самый длительный срок службы и самую простую проводку. Если цикл процесса находится в диапазоне от 200°C до 1300°C, тип R или S обеспечивает примерно удвоенную производительность, что приводит к лучшему разрешению.

Платиново-родиевые термопары типов S, R и B для высоких температур Предлагаются термопары Pt-Rh типов S, R и B для измерения высоких температур до 1800°C, причем тип B лучше всего подходит для устойчивых температур выше 1400°C. Посмотреть продукт →

Выбор и установка термопары типа B

Указывайте тип B только тогда, когда этого требует процесс: устойчивая температура выше 1400°C. Затем сопоставьте оболочку, изоляцию и монтаж с атмосферой, поскольку обычной причиной преждевременного выхода из строя является загрязнение, а не тепло.

Термопары из недрагоценных металлов типов K, E, J, T, N для экономичного диапазона Предлагает термопары K, E, J, T и N, охватывающие диапазон от -200°C до 1300°C, подходящие для температур печи ниже 1000°C, с более высокой производительностью и достаточной точностью при меньших затратах. Посмотреть продукт →

Для точек измерения ниже 1000°C в одной печи термопара из недрагоценного металла позволяет снизить затраты: линейка K/E/J/T/N покрывает этот диапазон с гораздо более высокой выходной мощностью и достаточной точностью.

Приложения, оправдывающие тип B

Термопары типа B являются выбором по умолчанию в процессах, где типы из недрагоценных металлов выходят из строя в течение нескольких дней и где типы R/S не могут достичь требуемой температуры. Выделяются четыре варианта использования: стекло, вакуумные печи, термообработка и калибровка.

• Плавление и формование стекла: Температура бака 1450-1600°С, окислительная атмосфера ванны, кампании измеряются месяцами.
• Вакуумные печи: циклы спекания и пайки при 1500-1800°C с использованием молибденовых или танталовых оболочек, защищающих элемент.
• Термическая обработка: закалка и отжиг быстрорежущей стали и специальных сплавов, где повторяемость от цикла к циклу имеет большее значение, чем цена.
• Калибровка и исследование: в качестве эталона для проверки низкотемпературных термопар и в системах термического анализа.

Тот же завод инженерная команда можно подобрать размер узла типа B для конкретной печи: длину погружения, материал оболочки, тип соединения и класс точности.

Часто задаваемые вопросы