Cu-CuNi熱電偶,通常被稱為T型熱電偶,是一種堅固可靠的溫度測量裝置。其正極由純銅(TP)制成,負極由Constantan(TN)合金(55%銅和45%鎳)組成,具備獨特的性能組合,適用于多種應用場景。
組成與特性
正極(TP)
材料: 純銅
化學成分: 100% Cu
物理特性:
密度: 9 g/cm3(20°C)
熔點: 1084°C
抗拉強度: ≥190 MPa(20°C軟退火狀態)
延伸率: ≥20%
電阻率: 0.018 Ω·mm2/m(20°C)
負極(TN)
材料: Constantan(銅-鎳合金)
化學成分: 55% Cu,45% Ni
物理特性:
密度: 8.9 g/cm3(20°C)
熔點: 1220°C
抗拉強度: ≥390 MPa(20°C軟退火狀態)
延伸率: ≥25%
電阻率: 0.5 Ω·mm2/m(20°C)
電動勢(EMF)特性
T型熱電偶在溫差作用下會產生電動勢(EMF)。以下表格列出了其在特定溫度下相對于鉑的電動勢值:
溫度 (°C) | TP (mV) | TN (mV) | Cu-CuNi (mV) |
100 | 4.229–4.325 | 0.763–0.783 | 3.484–3.524 |
200 | 9.238–9.334 | 1.826–1.846 | 7.412–7.488 |
300 | 14.792–14.932 | 3.137–3.161 | 11.655–11.771 |
工作溫度范圍
T型熱電偶的工作溫度范圍為**-200°C至350°C**。由于其銅元件(TP)在高溫下易氧化,因此不適合在超過此范圍的條件下使用。這種熱電偶特別適用于需要高精度和穩定性的低至中溫環境。
Constantan的互換性
負極材料Constantan的成分因不同標準而略有差異:
TN 和 EN 的EMF特性相似,可互換使用。
JN 雖然也稱為Constantan,但其性能差異較大,無法與TN或EN互換。
IN 不可與TN或EN互換,強調了在特定應用中驗證兼容性的重要性。
優勢與應用
優勢
高精度: 特別適合低溫環境下的精確溫度測量。
穩定性: 在規定范圍內長期使用仍能可靠運行。
堅固性: 具有足夠的抗拉強度和延伸率,確保機械耐用性。
應用
T型熱電偶廣泛應用于以下領域:
低溫技術: 在超低溫測量中表現可靠。
食品加工: 用于烹飪或冷凍過程中的溫度精確控制。
實驗室測試: 在需要精確讀數的受控實驗環境中非常理想。
結論
Cu-CuNi T型熱電偶是一種多功能且可靠的溫度傳感解決方案。其純銅和Constantan的獨特組合確保了在低至中溫環境中的穩定和精確性能。然而,為確保最佳功能,需要仔細考慮其操作極限及材料的兼容性。