Glavne razlike med termočleni tipa N in tipa E so v sestavi materiala, temperaturnem območju, značilnostih občutljivosti, okoljski prilagodljivosti in ustreznih scenarijih. Predstavljata dve tehnični poti pri sodobnem industrijskem merjenju temperature: »visoko-stabilen srednje-visokotemperaturni tip« oziroma »visoko-srednje občutljiv-nizkotemperaturni tip«. Termočleni tipa N izboljšujejo visoko{6}}temperaturno stabilnost z optimizirano sestavo zlitine in so primerni za dolgoročno-merjenje temperature od 400 do 1300 stopinj; medtem ko so termočleni tipa E znani po svojem največjem termoelektričnem potencialu in najvišji občutljivosti, zaradi česar so posebej primerni za natančno zajemanje minutnih temperaturnih sprememb v območju od -200 do 900 stopinj.
I. Sestava materiala: Nikelj-Krom-Silicij-Nikelj-Silicij-Magnezij proti niklju-Krom-Baker-Nikelj (konstantan)
Termočlen tipa N (nikelj-krom-silicij-nikelj-silicij-magnezij): Pozitivna elektroda (NP) je nikljeva-krom-silicijeva zlitina (Ni:Cr:Si=84.4:14,2:1,4), negativna elektroda pa (NN) je nikljeva-silicijeva-magnezijeva zlitina (Ni:Si:Mg=95.5:4,4:0,1). Ker spadajo v kategorijo termoelementov iz navadnih kovin, je odpornost proti oksidaciji bistveno izboljšana s povečanjem vsebnosti Cr in Si ter izločanjem zlahka oksidiranih elementov, kot sta Mn in Co.
Termoelementi tipa E (nikelj-krom/baker-nikelj): pozitivna elektroda je nikljeva-kromova zlitina (EP), negativna elektroda pa bakrova-nikljeva zlitina (EN, znana tudi kot konstantan). Nazivna sestava je 55% bakra, 45% niklja in majhne količine mangana, kobalta itd.
Material negativne elektrode, ki prav tako spada v kategorijo termočlenov iz navadnih kovin, določa njegovo vrhunsko delovanje v vlažnih okoljih.
Zaključek: tip N z izboljšavo materiala premaga težavo vrstnega reda-kratkega dosega tradicionalnega tipa K; Tip E se zanaša na visoke izhodne značilnosti za doseganje meritev visoke-ločljivosti temperature.
II. Primerjava temperaturnega območja: tip N se osredotoča na srednje do visoke temperature, medtem ko tip E pokriva širok temperaturni razpon.
|
Tabela: Vrsta |
Dolgotrajna-delovna temperatura |
Kratkotrajna{0}}odpornost na temperaturo |
Učinkovito merilno območje |
|
Vrsta N |
1200 stopinj |
1300 stopinj |
-200 ~ 1300 stopinj |
|
Vrsta E |
900 stopinj |
1000 stopinj |
-270 ~ 900 stopinj |
Termočleni tipa N lahko stabilno delujejo daljša obdobja pod 1200 stopinjami, še posebej kažejo boljšo linearnost kot tip K v razponu 400–1300 stopinj, zaradi česar so primerni za visoko-temperaturne industrijske peči in opremo za toplotno obdelavo.
Termočleni tipa E imajo še nižjo temperaturno mejo, ki sega do -270 stopinj, in dobro delujejo tako v kriogenem kot srednjem{2}}temperaturnem območju, ki se pogosto uporablja pri nizkotemperaturnem testiranju in predelavi hrane.
Opomba: tip N ni priporočljiv za uporabo v šibko oksidativnih atmosferah; Tip E je strogo prepovedan za uporabo v okoljih,-ki vsebujejo ali reducirajo žveplo.
III. Občutljivost in karakteristike izhodnega signala
Termočlen tipa N: Termoelektrični potencial je približno 39 μV/stopinja, z zmerno občutljivostjo, nižjo od tipa E, vendar višjo od tipa S. Prednosti so v dolgoročni -stabilnosti termoelektričnega potenciala, odpornosti na prednostno oksidacijo pri visokih temperaturah in nizki letni stopnji drsenja.
Termočleni tipa E: s termoelektričnim potencialom do približno 68 μV/stopinjo imajo največjo občutljivost med vsemi standardiziranimi termočleni, zaradi česar so idealni za zaznavanje najmanjših temperaturnih razlik.
Primerni so za izdelavo termoelektričnih sistemov za aplikacije, ki zahtevajo visoko ločljivost, kot sta infrardeče zaznavanje in analiza toplotnega toka.
Primerjava: Pri 100 stopinjah tip E odda približno 6,3 mV, medtem ko tip N odda le približno 3,6 mV. Moč signala tipa E je skoraj dvakrat večja od signala tipa N, zaradi česar je bolj primeren za sisteme z nizko-porabo energije ali-brez ojačanja.
IV. Prilagodljivost okolju in omejitve uporabe
|
Tabela Vrsta okolja |
N-vrsta uspešnosti |
Zmogljivost vrste E- |
|
Oksidativna atmosfera |
Odlična, dobra odpornost proti oksidaciji pod 1200 stopinj |
Uporabna, boljša odpornost proti oksidaciji v primerjavi z železovim-konstantanom |
|
Zmanjšanje atmosfere |
Ni uporabno |
Ni ga mogoče uporabiti neposredno, zlahka se razgradi |
|
Inertno/vakuumsko okolje |
Ni priporočljivo |
Uporabno, stabilno delovanje |
|
Vlažnost okolja |
Brez posebnih ugodnosti |
Neobčutljiv na korozijo pri visoki vlagi, primeren za vlažne pogoje |
|
Dolgoročna-stabilnost |
Odlična, močna odpornost na nevtronsko sevanje |
Povprečna, slaba enakomernost termoelektričnega potenciala |
Priporočilo: termoelementi tipa N- se uporabljajo v visoko{1}}temperaturnih pečeh, opremi za jedrsko energijo in drugih scenarijih, ki zahtevajo dolgoročno-stabilnost; Termočleni tipa E- so primerni za hrano, farmacijo, spremljanje okolja in druga področja, ki zahtevajo visoko vlažnost in visoko občutljivost.
V. Primerjava tipičnih aplikacijskih scenarijev
Termočleni tipa N-: pogosto se uporabljajo v visoko{1}}temperaturnih industrijskih pečeh, opremi za toplotno obdelavo, nadzoru vesoljskih motorjev, nadzoru temperature jedrskega reaktorja in drugih aplikacijah, ki zahtevajo visoko-trajno stabilnost.
Zaradi boljše splošne zmogljivosti v primerjavi s tipom K-postopno nadomešča tip K- kot nova generacija standarda za merjenje srednje- in visoke-temperature temperature.
Termočleni tipa E: običajno se uporabljajo v sterilizatorjih hrane, bioloških inkubatorjih, kemičnih reaktorjih, kriogenih rezervoarjih za shranjevanje, klimatskih sistemih in drugih področjih, ki zahtevajo hiter odziv in visoko-natančen nadzor temperature.
Zaradi svojih visokih izhodnih karakteristik se pogosto uporablja tudi pri poučevanju eksperimentov in prenosnih instrumentih za merjenje temperature.
