Термопара

)5 6 01 К 7/О ЗО ЕНИ ОПИСАН У ИДЕТЕЛ К АВТОРСКОМУ нениемате абич коро,юй 1 Г ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 351097, кл, б 01 К 7/02, 1970,Авторское свидетельство СССРМ 866421, кл. 5 01 К 7/02, 1980,Изобретение относится к области измерения высоких температур, в частности, к высокотемпературным термопарам на основе неблагородных металлов и может быть использовано для измерения температур в нагревательных печах и энергосиловых установках,Известна термопара на основе неблагородных металлов, один термоэлектрод которой выполнен из сплава на основе железа, а другой термоэлектрод - из сплава на основе никеля 11,Недостатком этой термопары является возможность эксплуатации при температурах не выше 1300 С,Наиболее близкой к данному изобретению по технической сущности является термопара на основе неблагородных металлов для работы в окислительных средах при температурах до 1400 С, отрицательный термоэлектрод которой выполнен из сплава на Ж 1763906 А 1(57) Использование; измерение высоких температур в нагревательных печах и энергосиловых установках. Сущность изобретения; отрицательный термоэлектрод термопары на основе неблагородных металлов выполнен из сплава на основе железа, который содержит хром 18 - 31 мас.%, алюминий 3-8 мас.%, по крайней мере один элемент из группы; кобальт, титан, ниобий, Положительный термозлектрод термопары выполнен из справа на основе никеля, который содержит хром 16 - 21% и по крайней мере один окисел из группы: У 20 з, Ег 02, НЮ 2 0,5 - 4%. 1 табл,основе железа, содержащего, мас.%, 18 - 31 хрома, 3 - 8 алюминия, 0,05-2,2 по крайней мере одного элемента из группы, включающей кобальт, титан, ниобий, а положительный термоэлектрод выполнен из сплава на основе хрома, содержащего по крайней мере один элемент из группы, включающей ванадий, титан, тантал, рений, в количестве 0,05 - 2,2 мас,%, При этом один или оба термоэлектрода могут содержать дополнительно по крайней мере один элемент из группы, включающей иттрий, лантан, церий, бор, в количестве 0,005 - 2 мас,% 21,Недостатком известной термопары является ограниченный срок службы из-за изменения во времени термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) и ри высокотемпературной эксплуатации.Целью изобретения является увеличение срока службы термопары при сохранении рабочего диапазона.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 В предлагаемой термопаре с отрицательным термоэлектродом из сплава на основе железа, содержащего (в мас,о ) 18,0 - 31,0 хрома, 3,0 - 8,0/о алюминия, 0,05 - 2,2 опо крайней мере одного элемента из группы, включающей кобальт, титан и ниобий, поставленная цель достигается тем, что ее положительный термоэлектрод выполнен из сплава на основе никеля, содержащего хром в количестве 16,0 - 21,0 мас.% и по крайней мере один окисел из группы, содержащей У 20 з, Ег 02, Нт 02, в количестве 0,5 - 4,0 мас. О .При содержании в положительном термоэлектроде хрома менее 16 осрок службы уменьшается, возможно, из-за снижения окалиностойкости; при содержании хрома более 21 осрок службы также уменьшается, вероятно, из-за снижения температуры плавления,Уменьшение срока службы термопары при содержании в положительном термоэлектроде менее 0,5 ооксидных добавок связано, возможно, со снижением структурной стабильности. а уменьшение срока службы при содержании оксидних добавок более 4 оможет быть связано с возникающей при высокой температуре разнозернистостью.Предлагаемая термопара характеризуется значениями ТЭДС 1,2 - 1,3 мВ при 100 С; 6,6 - 6,8 мВ 500 С; 13,1 - 13,4 мВ при 1000" С; 18,2 - 18,5 м В при 1400 С и по этой характеристике, равноценная термопаре-прототипу. В то же время предлагаемая термопара существенно превосходит термопару-прототип по сроку службы при сохранении рабочего диапазона,Изобретение осуществляется следующим образом, Для приготовления положительных термоэлектродов в виде проволоки химическим соосаждением из азотнокислых растворов с последующей сушкой, термическим разложением осадков и селективным водородным восстановлением получают порошки никеля с диспергированными в них частицами тугоплавких окислов; эти порошки смешивают с порошком хрома, прессуют цилиндрические заготовки; которые после зачехления в стальные технологические оболочки и герметизации под вакуумом экструдируют при 1100 ОС с вытяжкой 16:1 на прутки диаметром 9 мм; после химического стравливания оболочки прутки волочат вхолостую с промежуточными отжигами при 1100 С после обжатий на 10 - 15 одо диаметра 1,2 мм.В качестве отрицательного термоэлектрода используют проволоку диаметром 1,2 мм из сплава (в по массе): 24,5 хрома, 6,3% алюминия, 0,3% кобальта, 0,4% титана, железо - остальное. При изготовлении термопары-прототипа с отрицательным термоэлектродом того же состава, но с добавкой 0,4 оцерия, положительным термоэлектродом служит сплав на основе хрома, содержащий (в % по массе) 0,6 отантала, 0,5 олантана и 0,1 орения,Тарировку ведут по образцовой плати- но-платинородиевой термопаре с использованием потенциометра класса 0,05.Срок службы определяют при максимальной рабочей термопаре 1400 С путем параллельного измерения температурь электропечи с воздушной атмосферой испытуемой и стандартной (ПР 30/6) термопарами. Номинальным сроком службы считают время, в течение которого изменение ТЭДС не превышает 1 о ,Приведенные в таблице результаты испытаний подтверждают эффективность предложенной термопары на основе неблагородных металлов, которая, по сравнению с термопарой-прототипом, имеет тот же рабочий диапазон, но в 2 - 3 раза больший срок службы.Использование предлагаемой термопары может обеспечить большой экономический эффект благодаря экономии металлов платиновой группы. Формула изобретения Термопара с отрицательным термоэлектродом из сплава на основе железа, содержащего, мас. О : хрома 18-31; алюминия 3 - 8, по крайней мере один элемент из группы, включающей кобальт, титан и ниобий - 0,05 - 2,2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что. с целью увеличения срока службы. положительный термоэлектрод выполнен из сплава на основе никеля, содержащего хром в количестве 16 - 21 мас.ои по крайней мере один окисел из группы, содержащей У 20 з; Ег 02, Ю 02 в количестве 0,5 - 4,0 мас, ,одолжение таблицы ература хол Редактор лко оррект зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 аз 3450ВНИИПИ Составитель В.Баби ехред М.Моргентал Тиражрственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Рау Подписноеениям и открытиям при ГКНТ ССкая наб 4/5