Cu-CuNi热电偶,通常被称为T型热电偶,是一种坚固可靠的温度测量装置。其正极由纯铜(TP)制成,负极由Constantan(TN)合金(55%铜和45%镍)组成,具备独特的性能组合,适用于多种应用场景。
组成与特性
正极(TP)
材料: 纯铜
化学成分: 100% Cu
物理特性:
密度: 9 g/cm³(20°C)
熔点: 1084°C
抗拉强度: ≥190 MPa(20°C软退火状态)
延伸率: ≥20%
电阻率: 0.018 Ω·mm²/m(20°C)
负极(TN)
材料: Constantan(铜-镍合金)
化学成分: 55% Cu,45% Ni
物理特性:
密度: 8.9 g/cm³(20°C)
熔点: 1220°C
抗拉强度: ≥390 MPa(20°C软退火状态)
延伸率: ≥25%
电阻率: 0.5 Ω·mm²/m(20°C)
电动势(EMF)特性
T型热电偶在温差作用下会产生电动势(EMF)。以下表格列出了其在特定温度下相对于铂的电动势值:
温度 (°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 |
工作温度范围
T型热电偶的工作温度范围为**-200°C至350°C**。由于其铜元件(TP)在高温下易氧化,因此不适合在超过此范围的条件下使用。这种热电偶特别适用于需要高精度和稳定性的低至中温环境。
Constantan的互换性
负极材料Constantan的成分因不同标准而略有差异:
TN 和 EN 的EMF特性相似,可互换使用。
JN 虽然也称为Constantan,但其性能差异较大,无法与TN或EN互换。
IN 不可与TN或EN互换,强调了在特定应用中验证兼容性的重要性。
优势与应用
优势
高精度: 特别适合低温环境下的精确温度测量。
稳定性: 在规定范围内长期使用仍能可靠运行。
坚固性: 具有足够的抗拉强度和延伸率,确保机械耐用性。
应用
T型热电偶广泛应用于以下领域:
低温技术: 在超低温测量中表现可靠。
食品加工: 用于烹饪或冷冻过程中的温度精确控制。
实验室测试: 在需要精确读数的受控实验环境中非常理想。
结论
Cu-CuNi T型热电偶是一种多功能且可靠的温度传感解决方案。其纯铜和Constantan的独特组合确保了在低至中温环境中的稳定和精确性能。然而,为确保最佳功能,需要仔细考虑其操作极限及材料的兼容性。