Thermocouples tungstène-rhénium

Caractéristiques de dopage

Le thermocouple tungstène rhénium est capable de mesurer les températures les plus élevées. Ce faisant, un certain nombre de facteurs doivent être pris en compte. La ductilité et la température de recristallisation augmentent vers l'électrode VR positive en raison du mélange de cinq pour cent de rhénium. Pour obtenir la thermo-EMF la plus élevée possible, la teneur en rhénium dans l'électrode négative doit être aussi différente que possible de la proportion dans le positif. Cependant, avec une augmentation de la proportion de rhénium à 32% ou plus dans la composition de l’alliage à t° supérieure à 1100 °C, des phases intermétalliques commencent à se former, ce qui entraîne une baisse de la précision des lectures. De plus, cet alliage sera inhomogène; avec un chauffage élevé, le rhénium commencera à s'évaporer, ce qui augmentera également l’erreur. La précision des thermocouples VR5 et VR20 à une température de 900−2100°C diminue de manière linéaire. Pour augmenter la stabilité, le thermocouple tungstène-rhénium est allié avec des additifs silicium-alcali (KCl 0,1−0,5%, Al 0,1−0,5%, 0,1−0,5% SiO ₂), ce qui réduit presque trois fois l’erreur dans le processus de mesure.

Fonctionnalités de remise des diplômes

La table d'étalonnage des thermocouples a été développée en 1968. L'étude la plus complète de l’augmentation de l’erreur due à l’inhomogénéité des électrodes — VR et à des températures élevées de shunt d’isolation a été réalisée par le professeur VNIIM, docteur en sciences techniques Gordov. Les conditions techniques pour la production de thermocouples — BP ont été adoptées en 1973 et en 1977, elles ont été incluses dans GOST 3044−74 et GOST 6616−74. Une caractéristique statique nominale normalisée (NSH) a également été introduite, qui a été développée sur la base de l'échelle de température MPTSh-68.

L'étalonnage des thermocouples tungstène rhénium a été effectué dans plusieurs organismes scientifiques: à l’Institut de métrologie de l’Oural (Ekaterinbourg), au Bureau d'études Termopribor (Lvov) et au NPO LUCH (Podolsk). Les thermocouples NSH ont été déterminés dans un four sous vide par fusion de fils d’argent, de cuivre, de nickel, de platine, de rhodium, d’iridium, de tantale enroulés sur la jonction de travail des thermocouples. L’erreur quadratique moyenne de l'étalonnage au point de fusion du platine a été estimée au point de rhodium. Les lectures des thermocouples BP ont été comparées avec les lectures d’un pyromètre optique et de thermocouples PR30/6 (t° jusqu'à 1800°C) Des spécialistes d’institutions scientifiques sont arrivés à la conclusion que l'étalonnage de 80% des thermocouples BP avait une dispersion des lectures allant jusqu'à un pour cent.

Fluctuations en pourcentage

Selon les spécifications techniques du fil d'électrode thermique, les fluctuations de la teneur en rhénium dans l’alliage ne dépassent pas 0,5%, la proportion d’impuretés ne dépasse pas 0,1%. Par conséquent, différents lots de fil ont une répartition de la force électromotrice thermique. Jusqu'à t ° 1500 ° C dans une bobine de fil, une propagation de thermo-EMF jusqu'à 50 μV est autorisée.

Production

Dans les années 80 du siècle dernier, la production de fil thermoélectrode VR20 et VR5 (VAR5) était d’environ 150 kilogrammes par an. Le fil thermoélectrode a été utilisé pour divers travaux par des bureaux d'études d’avions et des instituts de recherche dans la technologie de production de matériaux composites. Le principal consommateur de ce matériau était l’industrie métallurgique.

Le fil est produit par la métallurgie des poudres. Un mélange de poudre de tungstène et de perrhénate de sels d’ammonium (NH ₄ ReO ₄) est pressé en tiges, après quoi elles sont fusionnées et enroulées en un fil. Il n’a pas été possible de réaliser une optimisation cardinale des caractéristiques thermoélectriques du thermocouple, en raison du pourcentage «flottant «de rhénium dans la composition de l’alliage. Malgré cela, il y a eu quelques avancées récentes en micrométallurgie, grâce aux additifs de nano-alliage et aux améliorations de l’analyse des métaux.

Usage

Ils ne sont utilisés que sous atmosphère inerte ou sous vide. Pour élargir le champ d’application des thermocouples, un boîtier spécial étanche a été développé, qui est rempli d’un gaz inerte pour la protection dans les environnements oxydants et carbonés (par exemple, dans les fours à vide avec réchauffeurs en graphite).

Le convertisseur thermique hermétique, situé dans un boîtier en molybdène, est conçu pour contrôler le mode de frittage des pastilles de poudre dans un four sous vide. La durée de vie d’un tel convertisseur est à t°1750°C, jusqu'à 1000 heures en milieu agressif. D’autres VR ont également été développés — des transducteurs scellés dans des boîtiers en leucosaphir (un monocristal d’aluminium), dont la durée de vie à une température de 1600 ° C dans des environnements oxydants est de 2 à 3 000 heures. Ils sont également utilisés dans les sondes thermiques pour contrôler la fusion des sels, du verre et des métaux.

De tels convertisseurs thermiques sont utilisés dans des environnements très agressifs, et la durée de vie dépend directement de la durabilité de son capot de protection. Si dans la plage de 1000 à 1700 ° C, l’erreur tolérée doit être de 0,5%, un thermocouple platine-rhodium est utilisé.

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