Термопара вольфрам-рениевая ВР5/ВР20

Термопара вольфрам-рениевая ВР5/ВР20 - это устройство, преобразующее тепловую энергию в электрическую, применяется для измерения температуры на производстве, в лабораторных и научных исследованиях, а также в бытовых условиях.

Эксплуатация

Термопара вольфрам-рений ВР5/ВР20 является одной из лучших среди промышленных аналогов, предназначенных для измерения температур от 1500°С до 2800°С. Нижний предел измеряемых температур, как правило, ограничен 1300 °С.

Термопары вольфрам-рений проявляют хорошие механические свойства при эксплуатации в условиях высоких температур, нечувствительны к воздействию экстремальных знакопеременных нагрузок, к частым и резким сменам температурного режима. Термопары данного типа довольно просты в производстве и монтаже, поскольку те или иные незначительные загрязнения не отражаются негативным образом на их работе.

Период эксплуатации термопар ВР5/20ВР во многом зависит от характера измеряемых сред, состава применяемых изоляционных материалов и рабочих температурных параметров. Не рекомендуется их применение в среде влажного водорода и в углеродистых средах. Так, уже при 1000°С вольфрам-рениевые сплавы начинают вступать в реакцию с парами углеводородов. Это, в свою очередь, приводит к охрупчиванию электродов и негативно влияет на стабильность работы термопары в целом. Возникновение явления охрупчивания наблюдается уже при превышении порога в 1600 °С.

Преимущества

• высокая точность измерения значений температуры (до ± 0,01 °С);
• большой температурный диапазон измерения: от 1300 °C до 2800 °C;
• хорошие механические свойства при эксплуатации в условиях высоких температур;
• нечувствительны к воздействию экстремальных знакопеременных нагрузок;
• нечувствительны к частым и резким сменам температурного режима;
• высокая надежность и прочность;
• простота конструкции;
• простота в обслуживании;
• универсальность;
• невысокая стоимость;
• малочувствительны к загрязнениям;
• широкая сфера применения.

Недостатки

• относительно высокую стоимость вольфрама и рения (считаются редкими металлами), а значит, и изделий из сплавов на их основе, что ограничивает возможности практического использования;
• недостаточно эффективный уровень воспроизводимости термо-ЭДС, вследствие чего возникает необходимость в группировании термоэлетродных пар по категориям А-1, А-2, А-3;
• недопустимость комплектования ТВР термоэлектродами из различных партий проволоки, поскольку показатели термо-ЭДС и в каждой из партий могут различаться;
• необходимость дополнительной защиты при использовании в окислительных средах;
• нестабильность термо-ЭДС в условиях облучения;
• значительное падение чувствительности при температурах выше 2400 °С.

Конструктивное исполнение

Термопарная вольфрам-рениевая проволока ВР5/20 состоит из двух химических элементов, вольфрама и рения. В зависимости от марки каждый сплав содержит разное количество рения (Re). Так сплав ВР5 содержит 5 ± 0,5 % рения (Re) и является положительным термоэлектродом, а ВР20 – 20 ± 0,5 % рения (Re) является отрицательным термоэлектродом. Присутствие 5% рения в положительном термоэлектроде термопары позволило увеличить степень пластичности проволоки за счет повышения температуры рекристаллизации вольфрама. В отрицательном термоэлектроде (ВР20) процент содержания рения был увеличен в четыре раза, чтобы термопарная проволока имела максимально возможную ЭДС.

Термопара конструктивно состоит из двух проволок, каждая из которых изготовлена из разнородных материалов или одного и того же материала, но при разном соотношении компонентов в материале . Концы этих проволок сварены вместе и образуют «горячий» спай. Свободные концы термопары замыкаются с помощью компенсационных проводов на контакты измерительного прибора. В точках соединения образуется «холодный» спай.

Рис.1. Чертеж термопары ВР5/ВР20