Il existe plusieurs types clés de numéros de graduation des fils de thermocouple, tels que S, R, B, N, K, E, J, T, etc. Parmi eux, S, R et B correspondent à des thermocouples en métal précieux, et N, K, E, J et T à des thermocouples en métal bon marché.
1.Thermocouple de type K nickel-chrome (thermocouple nickel-silicium (nickel-aluminium))
Le fil et le câble d’extension du thermocouple de type k est un thermocouple en métal de base doté d’une forte résistance à l’oxydation, qui peut mesurer la température du milieu de 0 à 1300 °C. Il convient à une utilisation continue dans les gaz oxydants et inertes. Il convient à une utilisation continue dans des gaz oxydants et inertes, avec une température d’utilisation à court terme de 1200 °C et une température d’utilisation à long terme de 1000 °C. La relation entre son potentiel thermoélectrique et la température est approximativement linéaire, et c’est actuellement le thermocouple le plus utilisé. Cependant, il ne convient pas à l’utilisation de fils nus dans le vide, les atmosphères contenant du soufre ou du carbone et les atmosphères d’oxydoréduction alternative. Lorsque la pression partielle d’oxygène est faible, le chrome de l’électrode nickel-chrome s’oxyde de préférence, ce qui modifie considérablement le potentiel thermoélectrique, mais le gaz métallique n’a que peu d’effet sur lui. C’est pourquoi les tubes de protection métalliques sont le plus souvent utilisés.
Inconvénients du thermocouple de type K :
(1) La stabilité à haute température du potentiel thermoélectrique est moins bonne que celle des fils thermocouples de type N et des thermocouples en métaux précieux, et il est souvent endommagé par l’oxydation à des températures plus élevées (par exemple, plus de 1000 °C).
(2) La stabilité du cycle thermique à court terme n’est pas bonne entre 250 et 500 °C, c’est-à-dire qu’au même point de température, lors du processus de chauffage et de refroidissement, le potentiel thermoélectrique est différent, et la différence peut atteindre 2 à 3 °C.
(3) Le pôle négatif subit une transformation magnétique entre 150 et 200 °C, de sorte que la valeur de la graduation entre la température ambiante et 230 °C s’écarte souvent de la table de graduation, en particulier lorsqu’il est utilisé dans un champ magnétique, ce qui entraîne souvent des interférences thermoélectriques indépendantes du temps.
(4) Dans un environnement d’irradiation moyenne à haut flux pendant une longue période, en raison du métamorphisme du manganèse (Mn), du cobalt (Co) et d’autres éléments dans l’électrode négative, sa stabilité n’est pas bonne, ce qui entraîne une forte variation du potentiel thermoélectrique.
2.Thermocouple de type S (thermocouple platine rhodium 10-platine)
L’électrode positive du câble thermocouple à 2 fils est un alliage platine-rhodium contenant 10 % de rhodium, et l’électrode négative est en platine pur.
Ses caractéristiques sont les suivantes
(1) Performance thermoélectrique stable, forte résistance à l’oxydation, adapté à une utilisation continue dans une atmosphère oxydante, température d’utilisation à long terme jusqu’à 1300 ℃, lorsqu’elle dépasse 1400 ℃, même dans l’air, le fil de platine pur se recristallise de sorte que les grains sont grossiers et fracturés.
(2) Haute précision, le plus haut niveau de précision parmi tous les thermocouples, est généralement utilisé comme étalon ou pour mesurer des températures plus élevées.
(3) Large gamme d’utilisation, bonne uniformité et interchangeabilité.
(4) Les principaux inconvénients sont les suivants : le potentiel thermoélectrique différentiel est faible, de sorte que la sensibilité est basse. Le prix est relativement élevé, la résistance mécanique est faible et il ne convient pas à une utilisation dans une atmosphère réductrice ou dans des conditions de vapeur métallique.
3.Thermocouple de type E (thermocouple nickel-chrome-cuivre-nickel [constantan])
Le câble de compensation du thermocouple de type E est un produit relativement nouveau, dont l’électrode positive est un alliage nickel-chrome et l’électrode négative un alliage cuivre-nickel (constantan). Sa principale caractéristique est que, parmi les thermocouples couramment utilisés, son potentiel thermoélectrique est le plus élevé, c’est-à-dire que sa sensibilité est la plus grande. Bien que son champ d’application ne soit pas aussi large que celui des coupleurs de type K, il est souvent sélectionné dans des conditions de haute sensibilité, de faible conductivité thermique et de grande résistance pouvant être tolérée. Les restrictions d’utilisation sont les mêmes que pour le type K, mais ils sont moins sensibles à la corrosion dans les atmosphères plus humides.
4.Thermocouple de type N (thermocouple NiCrSi-NiSi)
Les principales caractéristiques du thermocouple sont une forte capacité anti-oxydation dans la régulation de la température en dessous de 1300 °C, une bonne stabilité à long terme et une bonne répétabilité du cycle thermique à court terme, une bonne résistance aux radiations nucléaires et une bonne résistance aux basses températures. En outre, dans la plage de 400 à 1300 ℃, la linéarité des caractéristiques thermoélectriques du fil de thermocouple de type N est meilleure que celle du fil de thermocouple de type K. Toutefois, dans la plage des basses températures (-200 ~ 400 ℃), l’erreur non linéaire est importante et, en même temps, le matériau est dur et difficile à traiter.
5.Thermocouple de type J (thermocouple fer-constantan)
Câble d’extension et de compensation du thermocouple de type J : L’électrode positive de ce thermocouple duplex est en fer pur et l’électrode négative en constantan (alliage de cuivre et de nickel), qui se caractérise par son faible prix. Il convient à l’atmosphère réductrice ou inerte pour l’oxydation sous vide, et sa plage de température s’étend de -200 à 800 °C. Toutefois, la température couramment utilisée est inférieure à 500 °C, car le taux d’oxydation de l’électrode de fer chaude est accéléré lorsque cette température est dépassée. Si le fil utilisé a un diamètre épais, il peut encore être utilisé à des températures élevées et a une longue durée de vie. Le thermocouple résiste à la corrosion de l’hydrogène (H2) et du monoxyde de carbone (CO), mais ne peut pas être utilisé dans une atmosphère contenant du soufre (S) à des températures élevées (par exemple 500 °C).
6.Thermocouple de type T (thermocouple cuivre-cuivre-nickel)
Thermocouple de type T : L’électrode positive du fil flexible blindé du thermocouple est en cuivre pur, et l’électrode négative est un alliage cuivre-nickel (également appelé constantan). Ses principales caractéristiques sont les suivantes :
Parmi les thermocouples en métal de base, il possède la plus grande précision et une bonne uniformité de la thermode. Sa température de fonctionnement est de -200 ~ 350 ℃, car l’électrode chaude en cuivre est facilement oxydée et le film d’oxyde se détache facilement. Par conséquent, lorsqu’elle est utilisée dans une atmosphère oxydante, elle ne doit généralement pas dépasser 300 °C. Dans la plage de -200 à 300 °C, leur sensibilité est relativement élevée. Une autre caractéristique des thermocouples en cuivre constant est qu’ils sont bon marché et qu’ils sont couramment utilisés dans plusieurs produits stéréotypés – le moins cher.
7.Thermocouple de type R (thermocouple platine rhodium 13-platine)
L’électrode positive de ce thermocouple est un alliage platine-rhodium contenant 13 %, et l’électrode négative est en platine pur. Par rapport au type S, son taux de potentiel est supérieur d’environ 15 % et ses autres propriétés sont pratiquement les mêmes. Ce type de thermocouple est le plus utilisé comme thermocouple à haute température dans l’industrie japonaise.