CN1051622A - N型热电偶用补偿导线 - Google Patents

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Abstract

一种N型热电偶用补偿导线，适用于在冶金、石 油、化工、航空机械、电站和科研等领域使用。补偿导 线正极合金成分(重量百分比)含Cr0～5％，C0～ 0.1％，Fe余量；负极合金成分含Ni1～8％、Al(或 Mn)0～3％，Cu余量。在0～200℃温度范围内使 用，与N型热电偶所匹配的精度为±2.5℃。本发明 的优点是节约镍，成本低。

Description

本发明属于温度测量技术领域，是N型热电偶（即镍铬硅-镍硅热电偶）用补偿导线。
补偿导线是由具有和热电偶相同的热电特性的正、负导体、绝缘层和护套组成。它连结在热电偶与测温仪表之间，用以补偿热电偶冷端温度变化所产生的误差，准确地传递信号，达到温度测量的目的。
N型热电偶是一种新型高稳定性测温热电偶。一九八五年被列入国际电工委员会（IEC）标准，一九八八年我国等效采用此标准，已制定了N型热电偶丝国家专业标准（ZBNo5004-88）。
N型热电偶所需用的补偿导线应是一种具有和N型热电偶热电特性相同的一对导线，应能保证在稳定环境下测温。但由于N型热电偶是一种新型热电偶，目前还没发现有和它相匹配的专用导线。一般采用N型热电偶本身材料制成的补偿导线（即“延伸型”），但成本高。也有利用K型（镍铬-镍硅）热电偶的补偿导线来代用，但不能与N型热电偶相匹配，极大地影响了测温精度。
本发明的目的在于提供一种价格低廉、节省镍材、保证测温精度的N型热电偶补偿导线。
本发明是这样实现的：N型热电偶用补偿导线导体正、负极合金成分如下（重量百分比）：
正极：Cr  0～5.0%
C  0～0.1%
Fe  余量
负极：Ni  1～8%
Al  0～3%或Mn  0～3%
Cu  余量
本发明的最佳成分范围是（重量百分比）：
正极：Cr  3.53%～5.0%
C  0.04%～0.07%
Fe  余量
负极：Ni  6.96%～7.91%
Al  1.97%～2.53%
Cu  余量
正极：Cr  3.53%～5.0%
C  0.04%～0.07%
Fe  余量
负极：Ni  3.1%～5.37%
Mn  0.01%～1.95%
Cu  余量
本发明正极采用铁合金，负极采用铜合金，配对成补偿导线，其热电势分度，符合N型热电偶分度值（即IEC584-N），在0～200℃温度范围内热电势允差与N型偶相一致，当参考端为0℃，工作端为0～200℃，所产生的热电势允差如表1。
Figure 901064513_IMG1
下面结合实例作进一步说明：
实例1，如表2
表2
本发明补偿导线合金成分（重量％） 温度（℃） 热电势（Mv) 差值（Mv)
热电偶 补偿导线
正极：Cr3.53C 0.07Fe 余量 50 1.339 1.360 ＋0.021
100 2.774 2.817 ＋0.043
负极：Ni7.12Al2.22Cu余量 200 5.912 5.897 -0.015
实例2，如表3
表3
本发明补偿导线合金成分（重量％） 温度（℃） 热电势（Mv) 差值（Mv)
热电偶 补偿导线
正极：Cr5.01C0.06Fe余量负极：Ni6.96Al1.97Cu余量 50 1.339 1.369 ＋0.03
100 2.774 2.817 +0.043
200 5.912 5.991 +0.079
实例3，如表4
Figure 901064513_IMG2
Figure 901064513_IMG3
采用本发明的补偿导线，在0～200℃温度范围内使用，与N型热电偶所匹配精度为±2.5℃。
本发明正极合金中铬的作用是利用铬的正电势调整铁的热电特性。当铬含量大于5%时，使热电势值出现正偏差，超出规定范围。所以铬含量控制在5%以下。
碳在铁、铬合金熔炼过程中起脱氧作用。当碳大于0.1%时，对加工性稍有影响，并且降低其热电势。所以，碳含量控制在0.1%以下。
本发明负极合金中的镍呈负电势，用来调节铜的热电特性。当镍大于8%时，其热电势出现大的负偏差;小于1%时，热电势值达不到规定要求。因此镍含量控制在1～8%之间。
负极合金中加入铝或锰是进一步调整铜镍合金热电特性。当铝或锰大于3%时，使热电势下降，特别对200℃热电势影响较大。所以铝或锰含量控制在3%以下。
本发明的生产工艺采用现有的补偿导线生产方法，即按合金成分配料，在感应电炉中熔炼、然后铸锭、锻轧，冷拉成丝，成品退火后进行绝缘，护套层的加工。
采用本发明的补偿导线，不但可以获得与所匹配的N型热电偶相一致的热电特性，减少测量系统的误差，而且其镍用量仅为N型热电偶合金的十分之一，成本低，适合于作为N型热电偶的补偿导线，被广泛应用于冶金、石油、化工、机械、电站、航空和科研等各个领域的温度测量。

Claims (3)

1、一种N型热电偶用补偿导线，其特征在于所述的补偿导线合金成分如下(重量百分比)：
正极：Cr  0～5.0%
      C   0～0.1%
      Fe  余量
负极：Ni  1～8%
      Al  0～3%  或Mn  0～3%
      Cu  余量
2、根据权利要求1中所述的补偿导线，其特征在于所述的补偿导线合金成分如下（重量百分比）：
正极：Cr  3.53%～5.0%
C  0.04%～0.07%
Fe  余量
负极：Ni  6.96%～7.91%
Al  1.97%～2.53%
Cu  余量
3、根据权利要求1所述的补偿导线，其特征在于所述的补偿导线合金成分如下（重量百分比）
正极：Cr  3.53%～5.0%
C  0.04%～0.07%
Fe  余量
负极：Ni  3.1%～5.37%
Mn  0.06%～1.95%
Cu  余量
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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