Table des Matières
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Annexe C
Descriptions des thermocouples
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Les recherches effectuées par Ehringer [39], Walker et coll. [25,26] ainsi que
Glawe et Szaniszlo [24] ont montré que les thermocouples dont les deux tiges
sont en alliage platine-rhodium, permettent des mesures de température
fiables à haute température. Ces thermocouples présentent de nets avantages
par rapport aux thermocouples de type R et S à haute température : (1)
meilleure stabilité, (2) meilleure résistance mécanique et (3) températures de
fonctionnement plus élevées.
Les recherches de Burns et Gallagher [38] ont montré que le thermocouple
30-6 peut être utilisé de façon intermittente (pendant plusieurs heures)
jusqu'à 1 790 °C et en continu (pendant plusieurs centaines d'heures) à des
températures pouvant atteindre environ 1 700 °C avec seulement de petits
changements de calibrage. La limite supérieure de température dépend
principalement du point de fusion du thermoélément platine-6 % rhodium,
estimé par Acken [40] à environ 1 820 °C. La fiabilité du thermocouple est
optimale lorsque ce dernier est utilisé dans une atmosphère oxydante non
perturbée (à l'air), mais le thermocouple a été également utilisé avec succès
dans des atmosphères neutres ou sous vide par Walker et coll. [25,26],
Hendricks et McElroy [41] et Glawe et Szaniszlo [24]. Walker et coll. [25,26]
ont démontré que la stabilité du thermocouple à haute température dépend
essentiellement de la qualité des matériaux servant à protéger et à isoler le
thermocouple. Une alumine très pure à faible teneur en fer semble être le
matériau le mieux adapté à cet effet.
Les thermocouples de type B ne doivent pas être utilisés dans des
atmosphères réductrices ni dans celles contenant des vapeurs délétères ou
d'autres polluants réactifs aux métaux du groupe platine [42], à moins qu'ils
ne soient correctement protégés par des tubes non métalliques. Il est
impératif de ne pas utiliser des thermocouples protégés par des tubes
métalliques à haute température.
Le coefficient Seebeck des thermocouples de type B diminue quand la
température descend en dessous d'environ 1 600 °C (2 912 °F) et devient
presque négligeable à température ambiante. Par conséquent, dans la plupart
des applications, il n'est pas nécessaire de contrôler ni même de connaître la
température de jonction de référence du thermocouple, tant qu'elle demeure
comprise entre 0 et 50 °C (entre 32 et 122 °F). Par exemple, la tension
développée par le thermocouple, avec une jonction de référence à 0 °C
(32 °F), change de signe à environ 42 °C (107,6 °F) et, entre 0 et 50 °C
(32 et 122 °F), varie d'un minimum de -2,6 μV à environ 21 °C (69,8 °F) à un
maximum de 2,3 μV à 50 °C (122 °F). Par conséquent, concrètement, si la
jonction de référence du thermocouple est comprise entre 0 et 50 °C
(entre 32 et 122 °F), on peut supposer une température de jonction de
référence de 0 °C (32 °F) et l'erreur introduite ne sera pas supérieure à 3 μV.
À des températures supérieures à 1 100 °C (2 012 °F), une erreur de mesure
supplémentaire de 3 μV (environ 0,3 °C (0,54 °F)) serait insignifiante dans la
plupart des cas.
Les normes ASTM E230-87 de l' A nnual Book of ASTM Standards 1992
[7] spécifie que les tolérances de calibrage initial des thermocouples
commerciaux de type B doivent être de ±0,5 % entre 870 et 1 700 °C
(1 598 et 3 092 °F). Il est également possible de trouver des thermocouples de
type B respectant des tolérances spéciales de ±0,25 %. Aucune tolérance n'est
spécifiée pour les thermocouples de type B en dessous de 870 °C (1 598 °F).
Publication Rockwell Automation 1769-UM004B-FR-P – Mars 2010
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