- Chế độ quang thế:
1) Dây platin 2) Gốm cách điện 3) ống platin 4) Dây nối 5) Sứ cách điện 6) Trục gá 7) Cách điện 8) Vỏ bọc 9) Xi măng
3.4.2. Cấu tạo cặp nhiệt a) Vật liệu chế tạo
a) Vật liệu chế tạo
Để chế tạo cực nhiệt điện có thể dùng nhiều kim loại và hợp kim khác nhau.
Tuy nhiên chúng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Sức điện động đủ lớn (để dẽ dàng chế tạo dụng cụ đo thứ cấp).
- Có đủ độ bền cơ học và hoá học ở nhiệt độ làm việc.
- Dễ kéo sợi.
- Có khả năng thay lẫn.
- Giá thành rẽ.
Hình 3.10 biểu diễn quan hệ giữa sức điện động và nhiệt độ của các vật liệu dùng để chế tạo điện cực so với điện cực chuẩn platin.
21 1 3 8 9 10 5 4 6 7 11 T Ed
- Cặp Platin - Rođi/Platin:
Cực d−ơng là hợp kim Platin (90%) và rôđi (10%), cực âm là platin sạch. Nhiệt độ làm việc ngắn hạn cho phép tới 1600oC , Eđ =16,77mV. Nhiệt độ làm việc dài hạn <1300oC.
Đ−ờng đặc tính có dạng bậc hai, trong khoảng nhiệt độ 0 - 300oC thì E ≈ 0. Trong mơi tr−ờng có SiO2 có thể hỏng ở nhiệt độ 1000 - 1100oC.
Đ−ờng kính điện cực th−ờng chế tạo φ = 0,5 mm.
Do sai khác của các cặp nhiệt khác nhau t−ơng đối nhỏ nên loại cặp nhiệt này
th−ờng đ−ợc dùng làm cặp nhiệt chuẩn.
- Cặp nhiệt Chromel/Alumel:
Cực d−ơng là Chromel, hợp kim gồm 80%Ni + 10%Cr + 10%Fe. Cực âm là
Alumen, hợp kim gồm 95%Ni + 5%(Mn + Cr+Si).
Nhiệt độ làm việc ngắn hạn ~1100oC, Eđ = 46,16 mV. Nhiệt độ làm việc dài hạn < 900oC.
Đ−ờng kính cực φ = 3 mm.
- Cặp nhiệt Chromel/Coben:
Cực d−ơng là chromel, cực âm là coben là hợp kim gồm 56%Cu + 44% Ni.
Nhiệt độ làm việc ngắn hạn 800oC, Eđ = 66 mV. Nhiệt độ làm việc dài hạn < 600oC.
- Cặp nhiệt Đồng/Coben:
Cực d−ơng là đồng sạch, cực âm là coben.
Nhiệt độ làm việc ngắn hạn 600oC. Nhiệt độ làm việc dài hạn <300oC.
Loại này đ−ợc dùng nhiều trong thí nghiệm vì dễ chế tạo.
Quan hệ giữa sức điện động và nhiệt độ của một số cặp nhiệt cho ở hình 3.11.
EJ J
K
REđ Eđ
b) Cấu tạo
Cấu tạo điển hình của một cặp nhiệt cơng nghiệp trình bày trên hình 3.12.
Đầu làm việc của các điện cực (3) đ−ợc hàn nối với nhau bằng hàn vảy, hàn khí hoặc hàn bằng tia điện tử. Đầu tự do nối với dây nối (7) tới dụng cụ đo nhờ các vít nối (6) dây đặt trong đầu nối dây (8). Để cách ly các điện cực ng−ời ta dùng các ống sứ cách điện (4), sứ cách điện phải trơ về hoá học và đủ độ bền cơ và nhiệt ở nhiệt độ làm việc. Để bảo vệ các điện cực, các cặp nhiệt có vỏ bảo vệ (1) làm bằng sứ chịu nhiệt hoặc thép chịu nhiệt. Hệ thống vỏ bảo vệ phải có nhiệt dung đủ nhỏ để giảm bớt quán tính nhiệt và vật liệu chế tạo vỏ phải có độ dẫn nhiệt khơng q nhỏ nh−ng cũng không đ−ợc quá lớn. Tr−ờng hợp vỏ bằng thép mối hàn ở đầu làm việc có thể tiếp xúc với vỏ để giảm thời gian hồi đáp.