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鎳鉻—鎳硅(鎳鋁)熱電偶(分度號(hào)為K)的正極為含鉻10%的鎳鉻合金(KP),負(fù)極為含硅3%的鎳硅合金(KN)。
它的負(fù)極親磁,依據(jù)此特性,用磁鐵可以很方便地鑒別出熱電偶的正負(fù)極。它的特點(diǎn)是,使用溫度范圍寬,高溫下性能穩(wěn)定,熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的關(guān)系近似線性,價(jià)格便宜,因此,它是目前用量zui大的一種熱電偶。
K型熱電偶適于在氧化性及惰性氣氛中連續(xù)使用。短期使用溫度為1200℃,長(zhǎng)期使用溫度為1000℃。經(jīng)過選擇后K型熱電偶可以作為標(biāo)準(zhǔn),用以分度工作用鎳鉻-鎳硅等賤金屬熱電偶。
在這種熱電偶的兩極添加金屬釔及鎂等元素,抗氧化性能可進(jìn)一步提高,zui高使用溫度可達(dá)到1300℃。為了充分發(fā)揮賤金屬價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn),在同一測(cè)溫場(chǎng)所中,可多安裝幾支熱電偶,利用其靈敏度高和熱電特性近似線性的特點(diǎn),達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量的目的。
我國(guó)已經(jīng)基本上用鎳鉻—鎳硅熱電偶取代了鎳鉻—鎳鋁熱電偶。國(guó)外仍然使用鎳鉻—鎳鋁熱電偶。兩種熱電偶的化學(xué)成分雖然不同,但其熱電特性相同,使用同一分度表。
K型熱電偶是抗氧化性較強(qiáng)的賤金屬熱電偶。不適宜在真空、含碳、含硫氣氛及氧化與還原交替的氣氛下裸絲使用。當(dāng)氧分壓較低時(shí),鎳鉻極中的鉻將則優(yōu)氧化(也稱綠蝕),使熱電動(dòng)勢(shì)發(fā)生很大變化。但金屬氣體對(duì)其影響較些因此,多采用金屬制熱電偶保護(hù)管。
K型熱電偶有以下缺點(diǎn):
1、熱電動(dòng)勢(shì)的高溫穩(wěn)定性較N型熱電偶及貴金屬熱電偶差。在較高溫度下,往往因氧化而損壞。在氧化性氣氛中,直徑3.2mm的K型熱電偶,在1100℃,1200℃下經(jīng)650h左右,均超過0.75級(jí)允許誤差;但N型熱電偶在相同條件下,經(jīng)過1000h,其熱電動(dòng)勢(shì)的zui大變化為96.6μV(2.6℃)。在1250℃下經(jīng)過1000h后仍未超差。
2、在250~550℃范圍內(nèi)短期熱循環(huán)穩(wěn)定性不好,即使在同一溫度點(diǎn)上,在升降溫過程中其熱電動(dòng)勢(shì)值也不一樣,其差值可達(dá)2~5℃。
3、K型熱電偶的負(fù)極,在150~200℃范圍內(nèi)要發(fā)生磁性轉(zhuǎn)變,致使在室溫至230℃范圍內(nèi),分度值往往偏離分度表,尤其在磁場(chǎng)中使用時(shí),長(zhǎng)出現(xiàn)與時(shí)間無關(guān)的熱電動(dòng)勢(shì)干擾。
4、長(zhǎng)期處于高通量中子流輻照的環(huán)境下,由于負(fù)極中的Mn,Co等元素發(fā)生蛻變,使其穩(wěn)定性欠佳,導(dǎo)致熱電動(dòng)勢(shì)發(fā)生較大變化。
K型熱電偶的分度號(hào)以前為EU-2,現(xiàn)為K。
K型熱電偶絲推薦使用溫度范圍:
直徑(mm) | 長(zhǎng)期使用zui高溫度(℃) | 短期使用zui高溫度(℃) |
0.3 | 700 | 800 |
0.5 | 800 | 900 |
0.81.0 | 900 | 1000 |
1.21.5 | 1000 | 1100 |
2.02.5 | 1100 | 1200 |
3.2 | 1200 |
1300 |
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