熱電対

熱電対

熱電対と書いて「ねつでんつい」と読みます。

英語ではthermocouple(サーモカップル)です。

2種類の金属線を溶接して、溶接点を加熱すると電圧が生まれます。

この現象は、1821年にドイツの物理学者トーマス・ゼーベック(Thomas Johann Seebeck, 1770 - 1831)によって発見され、ゼーベック効果と呼ばれています。

ゼーベックは金属棒の内部に温度差があるとき、両端間に電圧が発生することに気づきました。

そして、銅とビスマスのような異なる2種類の金属ワイヤの両端を繋いでリングにして、接続部の片方を熱するとワイヤ中に電流が発生して、近くに置いた方位磁針の針が振れることから、磁場が発生することも発見しました。

これを熱起電力とよんでいます。

熱電対はJIS C 1602で基準の熱起電力が定められています。

熱電対の種類と使用限度

常用温度とは空気中において連続使用できる温度の限度です。

過熱使用限度とは短時間使用できる温度の限度です。

B(白金、ロジウム30%―白金、ロジウム6%)熱電対

R(白金、ロジウム13%―白金)熱電対

S(白金、ロジウム10%―白金)熱電対

高温域(1,000℃~1,700℃)に耐え、優れた安定性を持つ貴金属熱電対です。酸化性雰囲気では耐熱性・安定性に優れた精度をもつが還元性雰囲気・金属製ガスには極めて弱く直接使用は避けて下さい。

K熱電対(C-A)

+側にCrを10%含むNi‐Cr合金(クロメル)、-側にAL・Mnを含んだNi合金(アルメル)を用いた熱電対で、工業用として最も広く用いられ信頼性の高い熱電対です。起電力特性がほぼ直線に近く耐熱・耐食性が高いのが特徴です。

-40℃以上 333℃未満 クラス2(測定温度の±2.5℃)

333℃以上 1200℃未満 クラス2(測定温度の±0.75%)

E熱電対(Cr-C)

+側にK熱電対と同じNi-Cr合金(クロメル)、-側にCu‐Ni合金(コンスタンタン)を用いた電熱対で、1974年からJISに加えられ、熱電対としては起電力特性が最も高いことが特徴です。逆に電気抵抗も最も高いため計器の選択に充分な注意が必要です。

J熱電対(I-C)

+側に純Fe(鉄)、-側にCu-Ni合金(コンスタンタン)を用いた熱電対で、還元性雰囲気中での使用に適しており、起電力特性がE熱電対について高いことが特徴です。工業的にはK熱電対に次いで大量に使用されています。

T熱電対(C-C)

+側に純Cu(銅)、-側にCu-Ni合金(コンスタンタン)を用いた熱電対で、精度が高く電気抵抗が低いので、比較的低温度の測定に広く使用されています。

上記以外にも用途別に各種熱電対がありますが、JISで略称決まっているのは上記8種です。この中でよく使われる熱電対は、1000℃以上ではR熱電対、1000℃以下ではK熱電対です。

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