Fe-CuNi热电偶,也称为J型热电偶,以其在中温范围内的稳定性能而广受认可。该热电偶由铁正极(Fe)和一种特定的Constantan合金(即JN合金)负极构成,表现出独特的性质,适用于各种工业应用。需要注意的是,尽管存在其他Constantan合金(如EN和TN),JN合金提供了特定的电动势(EMF)输出曲线,不可与其他Constantan合金互换,从而确保了J型热电偶的精确度。
成分和结构
J型热电偶的正极为纯铁(Fe),而负极则采用铜镍合金(JN合金),该合金的铜和镍的比例约为55%和45%。下表展示了其主要的化学成分:
类型 | Ni (%) | Cu (%) | Mn (%) | Si (%) | Fe (%) |
Fe JP | — | — | — | — | 100 |
CuNi JN | 45 | 55 | — | — | — |
使用温度范围
Fe-CuNi J型热电偶的建议工作温度范围为-210°C至1200°C。然而,为了避免铁发生脆化,其实际使用范围通常限制在0°C至750°C。这一范围适用于大多数工业应用,能够有效延长热电偶的使用寿命。
电动势(EMF)输出
当以铂(Pt)为参考温度0°C时,J型热电偶在不同温度下的电动势(EMF)输出如下:
温度 (°C) | EMF (mV) 范围 |
100 | 5.207 - 5.331 |
200 | 10.717 - 10.841 |
300 | 16.244 - 16.410 |
400 | 21.760 - 21.936 |
600 | 32.956 - 33.236 |
这些数据证实了J型热电偶在宽温度范围内的稳定性和可靠性。
物理特性
J型热电偶中各个电极的物理属性对其性能有着重要影响,包括以下内容:
属性 | JP | JN |
密度 (g/cm³, 20°C) | 7.8 | 8.9 |
熔点 (°C) | 1407 | 1220 |
抗拉强度 (MPa) | ≥240 | ≥390 |
延伸率 (%) | ≥20 | ≥25 |
电阻率 (μΩ·m, 20°C) | 0.12 | 0.49 |
这些物理特性突显了J型热电偶的耐用性和功能性,特别是在要求高精度和稳定性的温度测量环境中表现出色。
标准和兼容性
J型热电偶符合IEC60584-1标准,确保了其在全球范围内的质量和性能一致性,适用于各种工业应用。
总而言之,Fe-CuNi(J型)热电偶凭借其特定的EMF特性、耐用性和适用温度范围,成为中温应用的理想选择,特别适用于0-750°C的温度范围。其独特的成分和可靠的输出,使其在工业和科学领域都广受信赖。