Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия

М. В. Чукин, главный научный сотрудник НИИ Наносталей, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: m.chukin@mail.ru
Н. В. Копцева, профессор кафедры литейных процессов и материаловедения, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: kopceva1948@mail.ru
Ю. Ю. Ефимова, доцент кафедры литейных процессов и материаловедения, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: jefimova78@mail.ru
С. А. Линьков, доцент кафедры автоматизированного электропривода и мехатроники, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: xx_linkov@rambler.ru

Проведены исследования, направленные на выявление закономерностей изменения значений термоЭДС платинородиевых термопар типа B из сплавов ПР30 (30 % Rh) и ПР6 (6 % Rh) разных производителей. Их изучали на стадиях нагрева до температуры 1300 ^oC и охлаждения до 300 ^oC, а также при повторных циклах термического воздействия при высоких скоростях нагрева и охлаждения, составляющих 10 oC/с, с целью установить возможные причины несоответствия параметров термопар требуемой точности измерения. Выявлены эффекты гистерезиса термоЭДС, заключающиеся в несовпадении показаний термопары при нагреве и охлаждении, а также сужение петли гистерезиса термоЭДС при повторных циклах нагрева и охлаждения. В проволоках обоих составов ПР30 (30 % Rh) и ПР6 (6 % Rh), полученных от разных производителей, примесных элементов не зафиксировано, и сколь-либо существенных изменений химического состава после термического воздействия при нагреве до температуры 1300 ^oC не происходит. Установлено, что несоответствия показаний термопар реальным температурам технологических условий из-за отклонений регламентированных требований по химическому составу проволоки, составляющих термопару, или неправильно выбранных режимов сварки не наблюдается. Показано, что степень проплавления сварного соединения элементов исследуемых изделий не влияет на значение термоЭДС. Обнаружено, что при сборке термопар наблюдаются следы деформационного воздействия от роликов, подающих проволоку в сварочный агрегат. Определено, что это может являться причиной неполного протекания процесса рекристаллизации и возникновения несоответствий показаний температур у потребителя термопар.

1. Беленький А. М., Дмитриева Е. Э., Хадзарагова Е. А., Чибизова С. И. и др. Термоэлектрический эффект в приборах черной металлургии // Черные металлы. 2024. № 5. С. 63–73.
2. Тимошпольский В. И., Трусова И. А. Совершенствование тех нологии непрерывной разливки сортовых заготовок. Способы измерения температур при затвердевании и охлаждении. Сообщение 1 // Сталь. 2019. № 11. С. 14–18.
3. Megahed F. M., Abdel-Aziz Y. A. Assessment of temperature measurements using thermocouples at NIS-Egypt // Int. J. Thermophys. 2010. Vol. 31. Р. 601–611.
4. Van der Perre I. W. Temperature measuremet in liquid metal // Heraeus. 2000. — URL: http://heraeus-electro-nite.com/media/webmedia_local/media/downloads/steel_2/.
5. Edler F., Ederer P., Huang K. An emf-temperature reference function for Pt – 20 % Rh versus Pt thermocouples in the tempe rature range of 0 oC to 1100 oC // Metrologia. 2024. Vol. 61, Iss. 5.
6. Улановский А. А. Термоэлектрический метод измерения температуры на службе высоких технологий // Информатизация и системы управления в промышленности. 2023. № 2. С. 85–88.
7. Каржавин В. А. Влияние термоэлектрической неоднородности на точность измерения температуры термопарами : дис. … канд. техн. наук. — Обнинск, 2010. — 147 с.
8. Precision measurement and calibration: selected NBS papers on temperature / ed. J. F. Swindells // NBS Special Publication 300. 1968. Vol. 2. — 520 p.
9. Hu J., Nagy P. B. On the thermoelectric effect of interface imperfections // Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 1999. Vol. 188. P. 1487–1494.
10. Вильданов С. К. О статистической изменчивости измеримых объектов, возникающих при непрерывной разливке стали // Расплавы. 2021. № 1. С. 90–102.
11. Лухвич А. А., Каролик А. С., Шарандо В. И. Структурная зависимость термоэлектрических свойств и неразрушающий контроль. — Минск : Наука и техника, 1990. — 192 с.
12. Pearce J. V. A validated physical model of the thermoelectric drift of Pt – Rh thermocouples above 1200 oC // Metrologia. 2020. Vol. 57. 025009.
13. Edler F. Scaling of thermoelectric inhomogeneities with temperature in platinum-rhodium alloyed thermocouples // Metrologia. 2023. Vol. 60, Iss. 3. Р. 1–14.
14. Pavlasek P., Elliott C. J., Pearce J., Ďuriš S. et al. Hysteresis effects and strain-induced homogeneity effects in base metal thermocouples // International Journal of Thermophysics. 2015. Vol. 36, Iss. 2-3. P. 467–481.
15. Webster E. S. Effect of annealing on drift in type S thermocouples below 900 oC // International Journal of Thermophysics. 2015. Vol. 36, Iss. 8.
16. Jahan F., Ballico M. Effect of high temperature on the inhomogeneity of Pt – Rh noble metal thermocouples // Proceedings of the Tenth International Temperature Symposium. Vol. 9 : Temperature: its measurement and control in science and industry. January 2024.
17. Metcalfe A. G. The use of platinum thermocouples in vacuo at high temperatures // Br. J. Appl. phys. 1950. No. 1. P. 256–258.
18. Bentley R. E. Theory and practice of thermoelectric — Thermometry 1st ed. — Singapore : Springer, 1998.
19. Abdel-Aziz Y. A. Precise temperature measurement using noble metal thermocouples // Noble Metals. 2012. February. Р. 207–221.
20. Гарсия В. Измерение температуры: теория и практика // СТА. 1999. № 1. С. 82–87.
21. Jehn H. High temperature behavior of platinum group metals in oxidizing atmospheres // J. Less-Common Met. 1984. No. 100. 321.
22. ООО «Сидермаг». Лидер мирового рынка по производству зондов для экспресс-анализа расплавленного металла. — URL: https://sidermag.ru/.

23. GLEEBLE® 3500-GTC SYSTEM. Pedestal model Offering versatility and performance for today's demanding research and production applications. — URL: https://GLEEBLE.com/products/GLEEBLE-systems/GLEEBLE-3500.html
24. Рытвин Е. И. Платиновые металлы и сплавы в производстве стеклянного волокна. — М. : Химия, 1974. — 264 с.
25. Кочкин Ю. П., Чернега А. Х., Шевченко С. Г. Изменение термоэлектродвижущей силы, обусловленной упругой деформацией стальной проволоки при растяжении // Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2006. № 3. С. 49–50.