Table des Matières
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Annexe C
Descriptions des thermocouples
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En outre, leur utilisation dans des atmosphères avec teneur en oxygène faible,
mais non négligeable, n'est pas recommandée, car il peut conduire à des
changements dans l'étalonnage en raison de l'oxydation préférentielle du
chrome dans l'élément thermostatique positif. Néanmoins, Wang et
Starr [49] ont étudié les performances des thermocouples de type N en
atmosphères réductrices ainsi qu'en air stagnant, à des températures comprises
entre 870 et 1 180 °C (entre 1 598 et 2 156 °F) et ont conclu que leur stabilité
thermoélectrique est sensiblement meilleure que celle des thermocouples de
type K dans des conditions similaires.
Les performances des thermocouples de type N avec isolation à la céramique
compacte et gaine métallique ont également fait l'objet de nombreuses études.
Anderson et coll. [51], Bentley et Morgan [52], et Wang et Bediones [53] ont
évalué la stabilité thermoélectrique à haute température des thermocouples isolés
à l'oxyde de magnésium et recouverts d'une gaine d'Inconel et d'acier inoxydable.
Ces études montrent que les instabilités thermoélectriques de ces ensembles
augmentent rapidement à des températures supérieures à 1 000 °C (1 832 °F).
Elles montrent également que plus le diamètre de la gaine est petit, plus l'instabilité
est grande. En outre, les thermocouples à gaine en Inconel sont sensiblement moins
instables au-dessus de 1 000 °C (1 832 °F) que ceux sous gaine en acier inoxydable.
Bentley et Morgan [52] ont souligné l'importance d'utiliser une gaine en Inconel à
très faible teneur en manganèse pour obtenir une stabilité optimale. L'utilisation
d'alliages à base de Ni-Cr pour le gainage afin d'améliorer la compatibilité chimique
et physique avec les thermoéléments a également fait l'objet d'études par
Burley [54-56] et par Bentley [57-60].
Les deux thermoéléments d'un thermocouple de type N ne sont pas
extrêmement sensibles à de petites différences de traitement thermique
(à condition que le traitement n'enfreigne aucune des restrictions
mentionnées ci-dessus). Pour la plupart des applications générales, ils peuvent
être utilisés avec le traitement thermique donné ordinairement par le
fabricant de fils. Cependant, Bentley [61,62] a rapporté des changements
réversibles du coefficient Seebeck des thermoéléments de type NP et NN
lorsque ceux-ci sont chauffés à des températures comprises entre 200 °C
(392 °F) et 1 000 °C (1 832 °F). Ces changements limitent la précision que
peuvent fournir les thermocouples de type N. L'ampleur de ces changements
s'est avérée dépendre de la source des thermoéléments. Par conséquent,
lorsqu'on cherche à obtenir la plus grande précision et stabilité possible,
un test sélectif des matériaux ainsi que des traitements thermiques
préparatoires allant au-delà de ceux du fabricant, sont généralement
nécessaires. Consultez les articles de Bentley [61, 62] pour obtenir
directives et détails.
La norme 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 N doivent être de ±2,2 °C (±35,96 °F) ou ±0,75 %
(la valeur la plus élevée des deux) entre 0 °C (32 °F) et 1 250 °C (2 282 °F). Il
est également possible de trouver des thermocouples de type N qui respectent
des tolérances spéciales correspondant à environ la moitié des tolérances
standard mentionnées ci-dessus. Aucune tolérance n'est spécifiée pour les
thermocouples de type N en dessous de 0 °C (32 °F).
Publication Rockwell Automation 1769-UM004B-FR-P – Mars 2010
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