Термопара Советский патент 1933 года по МПК G01K7/02 

Предлагаемое изобретение состоит в том, что в термопаре из никелевых сплавов, с целью получения электродвижущей силы, независимой от изменения примерно до -j-200° температуры холодного спая, в качестве отрицательного электрода применен сплав, содержащий от 5 до 20% меди.

На чертеже фиг. 1 схематически изображает термопару; фиг. 2 - кривую электродвижущей силы обычных термопар и фиг. 3-кривую электродвижущей силы предлагаемой термопары. (

Термоэлектррдвижущая сила термопары зависит от разности контактных потенциаловв ее нагретом и холодном спаях. Введение третьего, однородного по длине, проводника в цепь термопары не изменяет высказанного положения, если концы этого проводника находятся в одинаковой температуре, принимаемой за температуру хЬлодного спая. Термоэлектродвижущая сила Е в цепи, состоящей из трех разнородных проводников А, В и С, при равенстве температур спая 2 (А с С) и 3 (В с С) (фиг, 1), равна

(t)-yAB(to), , где символом обозначена разность потенциалов между проводниками А и В,

241

а знаком функциональной зависимости (t) показано, что означенная разность потенциалов зависит от температуры спая. Обычно термопары обладают непрерывно возрастающей при повышении температуры контактнрй разности потенциалов, в связи с чем зависимость развиваемой термоэлектродвижущей силы от температуры горячего спая (при постоянной температуре холодных спаей) имеет вид, изображенный на фиг. 2. По оси ординат Е отложены значения термоэлектродвижущей силы, а по оси абсцисс-температуры горячего спая. Температура холодных спаев принята постоянной, равной, например to- Если температура холодных спаев изменится и станет равной to, то развиваемая термопарой электродвижущая сила уменьшится на величину Д, равную

(t }-VAB(U)

Последнее выражение формулирует поправку на температуру холодных спаев, вносящую значительные недоразумения в практическое использование всех применяемых в настоящее время термопар.

Из вышеизложенного видно что поправку на температуру холодных спаев можно было бы устранить, если бы функ1;ионал ная зависимость контактной разности потенциалов термопары имела вид, изображенный на фиг. 3. Как видно из фиг. 3, термопара была бы изготовлена из таких материалов, у которых контактная разность потенциалов сохраняет постоянную величину в интервале температур от ti до 4- При этом практически возможные температуры холодных спаев не должны выходить из указанного интервала от ti до fg. т.-е. температура должна лежать ниже 0°,а температура /2-находиться в пределах примерно до -|- 200° и выше, но, разумеется, ниже наинизшей температуры, которую желательно измерять термопарой.

При постоянстве контактной разности потенциалов в интервале от /i до tz поправка на температуру U холодных спаев:

,

если

и ,.

Постоянство контактного потенциала д интервале температур от-50° до -|-200° свойственно термопарам, составляемым из никелевых сплавов, причем для положительного электрода наиболее пригодны сплавы с 10-20% Fe или с таким же содержанием кобальта, в то время, как отрицательный электрод содержит

5-20% Си. Хорошие результаты дает также комбинация: 20% Fe (10% Си или 15% Fe) 17% Си. 8 целях улучшения обрабатываемости этих сплавов, для сообщения им большей жароупорности (неокисляемости и отсутствия перекристаллизации при высоких температурах), а равно и для необходимого в процессе плавки раскисления и десульфуризаци, в означенные сплавы могут входить небольшие количества марганца, кремния, магния, алюминия, хрома, ванадия, молибдена.

По данным изобретателей, сплавы вышеозначенного состава действительно показали постоянство контактного потену циала в пределах, намеченных как крайние возможные температуры холодных спаев (от -50° до -f 200°).

Предмет изобретения.

1.Термопара из никелевых сплавов,отличающаяся тем, что, с целью получения электродвижущей силы, независимой от изменения примерно до -{- 200° температуры холодного спая, в качестве отрицательного электрода, применен сплав, содержащий от 5 до 20% меди.

2.При термопаре по п. 1 применение для улучшения технологических и эксплоатационных свойств никелевых Сплавов незначительных добавок марганца, кремния, магния и других металлов.

Фиг1

Д 2 t

1 t

Ь 3 t

Е Фиг.2

tTtr