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Thermocouples de type J
La limite supérieure de température suggérée de 870 °C (1 598 °F) indiquée
dans la norme ASTM [7] pour les thermocouples de type E protégés
s'applique au fil de calibre 8 (3,25 mm
le calibre 14 (1,63 mm
à 430 °C (806 °F) pour le calibre 24 ou 28 (0,51 ou 0,33 mm
(698 °F) pour le calibre 30 (0,25 mm
applicables aux thermocouples utilisés dans des tubes protecteurs fermés
conventionnels et ne sont mentionnées qu'à titre indicatif pour l'utilisateur.
Elles ne concernent pas les thermocouples à isolation oxydique compacte.
Cette section décrit les thermocouples en fer et alliage cuivre-nickel (SAMA),
appelés thermocouples de type J. Le thermocouple de type J est l'un des types de
thermocouple industriel les plus courants à cause de son coefficient Seebeck
relativement élevé et son faible coût. Certains rapports montrent qu'aux
États-Unis, plus de 200 tonnes de thermocouples de type J sont fournies
annuellement à l'industrie. Cependant, ces thermocouples sont les moins
satisfaisants pour la thermométrie de précision, car il existe des écarts non
linéaires sensibles de la sortie thermoélectrique dans des thermocouples de
fabricants différents. À cause de ces écarts irréguliers, il est difficile d'obtenir
des calibrages précis sur la base d'un nombre limité de points de calibrage. Le
thermoélément positif est composé de fer commercialement pur (99,5 % Fe),
contenant généralement un niveau significatif de carbone, chrome, cuivre,
manganèse, nickel, phosphore, silicium et soufre.
Le fil de thermocouple représentant une si petite partie de la production
totale de fil de fer commercial, les producteurs n'effectuent pas les contrôles
de composition chimique permettant de maintenir des propriétés
thermoélectriques constantes. Par conséquent, les fabricants d'appareils de
mesure et de thermocouples choisissent les matériaux les mieux adaptés à
l'usage des thermocouples. La quantité totale d'impuretés et les différents
types d'impuretés présents dans le fer commercial change dans le temps et
dépendent de la provenance des minerais primaires et des méthodes de fonte.
De nombreux lots inhabituels ont été sélectionnés par le passé, par exemple
des rouleaux de fil de fer industriel et même des rails de chemin de fer
récupérés. Aujourd'hui, le fil de fer qui correspond le mieux à ces tableaux
contient environ 0,25 % de manganèse et 0,12 % de cuivre, ainsi que de
petites quantités d'autres impuretés.
Le thermoélément négatif des thermocouples de type J est un alliage
cuivre-nickel connu sous le nom ambigu de constantan. Normalement, le
mot constantan se rapporte à des alliages cuivre-nickel contenant de 45 à
60 % de cuivre, plus des petites quantités d'impuretés de carbone, cobalt, fer
et manganèse. Le constantan destiné aux thermocouples de type J contient
généralement environ 55 % de cuivre, 45 % de nickel ainsi que du cobalt, du
fer et du manganèse en quantité minime, mais importante au niveau
thermoélectrique, environ 0,1 % ou plus. Il convient de souligner qu'en règle
générale, les thermoéléments de type JN ne sont PAS interchangeables avec
ceux de type TN (ou EN), bien qu'on les désigne tous par le terme
« constantan ». Pour les différencier, on parle souvent de constantan SAMA
à propos des thermoéléments de type JN.
Publication Rockwell Automation 1769-UM004B-FR-P – Mars 2010
Descriptions des thermocouples
). Elle baisse à 650 °C (1202 °F) pour
), à 540 °C (1 004 °F) pour le calibre 20 (0,81 mm
). Ces limites de température sont
Annexe C
),
) et à 370 °C
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