Reikalavimai dažniausiai naudojamiems termoporoms eksperimentinėse elektrinėse krosnyse

1. Atsparumas aukštai temperatūrai, eksperimentinė elektrinė krosnis – termoporos temperatūros matavimo diapazonas daugiausia priklauso nuo termoelektrinio elektrodo veikimo aukštoje temperatūroje. Tai reiškia, kad aukštos temperatūros terpėje kuo stabilesnės fizinės ir cheminės termoelektrinio elektrodo savybės, tuo platesnis iš jo sudarytos termoporos temperatūros matavimo diapazonas.
2. Atvirkščiai – naudojant termoporas, pagamintas iš tų pačių dviejų tipų termoelektrinių elektrodų medžiagų, reikalaujama, kad jų elektrinės ir šiluminės savybės būtų vienodos ir stabilios, kad termoporas būtų galima gaminti partijomis ir jos būtų gerai pakeičiamos;
3. Didelis jautrumas ir geras tiesiškumas – reikalaujama, kad termoporos generuojamas termoelektrinis potencialas būtų pakankamai didelis ir tiesiškai susijęs su temperatūra;
4. Reikalaujama, kad termoelektrinės medžiagos atitiktų ne tik aukščiau nurodytus reikalavimus, bet ir turėtų kuo mažesnį varžos koeficientą bei varžos temperatūros koeficientą, pigią kainą ir pakankamą pasiūlą.
Eksperimentinėse elektrinėse krosnyse naudojamos termoporos turi būti parenkamos pagrįstai, atsižvelgiant į naudojimo metu keliamus reikalavimus. Šiuo metu yra keletas dažniausiai naudojamų termoporų:
[1) Platininis rodis/platinos termopora – jos padalijimo numeris yra S, teigiamas elektrodas yra 90% platinos ir 10% rodžio lydinys, o neigiamas elektrodas yra gryna platinos viela.
Šios termoporos pranašumas yra tas, kad ji gali lengvai paruošti didelio grynumo platinos rodžio lydinį, todėl jį lengva atkartoti, o temperatūros matavimo tikslumas yra aukštas. Jis gali būti naudojamas kaip etaloninė termopora tarptautiniame praktiškame temperatūros diapazone 630.74-1064.43 laipsnio . Jis pasižymi dideliu fiziniu ir cheminiu stabilumu ir yra tinkamas naudoti oksiduojančioje ir neutralioje atmosferoje; Jo lydymosi temperatūra yra aukšta, todėl viršutinė temperatūros matavimo riba taip pat yra aukšta. Pramoniniuose matavimuose jis paprastai naudojamas aukštesnei nei 1000 laipsnių temperatūrai matuoti. Jis gali būti naudojamas nepertraukiamai ilgą laiką žemiau 1300 laipsnių, o trumpalaikis temperatūros matavimas gali siekti 1600 laipsnių.
Platininių rodžio/platinos termoporų trūkumai yra jų aukšta kaina ir mažas termoelektrinis potencialas. Kai naudojamos redukuojančiose dujose, metalo garuose, metalų oksiduose, silicio oksido ir sieros oksido atmosferose, jos gali greitai užsiteršti ir sugesti. Todėl, naudojant tokioje atmosferoje, reikia pridėti apsaugines rankoves. Be to, šio tipo termoporos termoelektrinės savybės yra labai netiesinės, o jo termoelektrinis elektrodas sublimuos aukštoje temperatūroje, leisdamas rodžio molekulėms prasiskverbti į platinos elektrodą ir jį užteršti, sukeldamas nestabilų termoelektrinį potencialą.
[2] Nikelio chromo/nikelio chromo termopora – jos padalijimo skaičius yra K, teigiamo elektrodo sudėtis yra 9-10% chromo ir 0,4% silicio, likusi dalis yra nikelis, neigiamo elektrodo sudėtis yra 2 .5-3 % silicio,<0.6% chromium, and the rest is nickel.
Šio tipo termoporos privalumai yra didelis atsparumas oksidacijai ir atsparumas korozijai, geras terminis stabilumas, didelis termoelektrinis potencialas, geras linijinis termoelektrinio potencialo ir temperatūros santykis bei pigios šiluminių elektrodų medžiagos. Jis gali būti naudojamas nepertraukiamai ilgą laiką žemiau 1000 laipsnių, o trumpalaikis temperatūros matavimas gali siekti 1300 laipsnių.
Nikelio chromo/nikelio silicio termoporų trūkumas yra tas, kad jos lengvai rūdija redukuojančiose terpėse aukštesnėje nei 500 laipsnių temperatūroje, taip pat sieros ir cheminėje atmosferoje. Todėl dirbant šiose atmosferose reikia įdėti apsaugines įvores, kurių temperatūros matavimo tikslumas taip pat yra mažesnis nei platininių rodžio/platinos termoporų.
[3] Nikelio chromo/vario termopora – su atskaitos numeriu E, teigiamo elektrodo nikelio chromo sudėtis yra 9-10% chromo, 0,4% silicio, o likusi dalis yra nikelis; Neigiamas elektrodas yra padalintas į 56% vario ir 44% nikelio.

Nikelio chromo/vario termoporos privalumai yra didelis termoelektrinis potencialas ir maža kaina. Šio tipo termoporos trūkumas yra tas, kad jo negalima naudoti aukštai temperatūrai matuoti. Jo viršutinė temperatūros riba yra 800 laipsnių, o kai naudojama ilgą laiką, ji ribojama tik žemiau 600 laipsnių. Be to, dėl vario lydinių jautrumo oksidacijai ir gedimui, naudojimo metu turi būti sumontuotos apsauginės movos.
[4] Platinos rodžio 30/Platinum rodžio 6 termopora – sutrumpintai vadinama dviguba platinos rodžio termopora, kurios padalijimo numeris B. Teigiamas ir neigiamas šios termoporos elektrodai yra pagaminti iš platinos rodžio lydinio, kurių lydinio kiekio santykis skiriasi. Teigiamame elektrode yra 30% rodžio, o neigiamame - 6% rodžio. Dviguba platinos rodžio termopora turi stiprią apsaugą nuo užsiteršimo ir vis dar turi gerą stabilumą matuojant iki 1800 laipsnių temperatūrą. Jo temperatūros matavimo tikslumas yra didelis, tinka oksiduojančioms ir neutralioms terpėms, gali nuolat matuoti aukštą temperatūrą nuo 1400-1600 laipsnio ilgą laiką, o trumpalaikiai matavimai siekia iki 1800 laipsnių.
Dvigubos platinos rodžio termoporos jautrumas yra palyginti mažas, todėl jį naudojant turi būti įrengtas didesnio jautrumo ekranas. Kambario temperatūroje temperatūros įtaka termoelektriniam potencialui yra minimali, todėl naudojant temperatūros kompensavimą paprastai nereikia.
[5] Vario/konstanto termopora – su T padalijimo skaičiumi, teigiamas elektrodas pagamintas iš vario, o neigiamas elektrodas – iš 60 % vario/40 % nikelio lydinio.
Jo pranašumai yra didelis jautrumas temperatūrai, lengvas termoelektrinių elektrodų atkartojimas, maža kaina, geras veikimas žemoje temperatūroje ir galimybė matuoti -200 laipsnių žemesnę temperatūrą. Tačiau jo komponentas varis yra linkęs oksiduotis, todėl viršutinė temperatūros matavimo riba paprastai neviršija 300 laipsnių.