Pengantar Kawat Platinum-Rhodium

Kawat platinum-rhodium biasanya dijelaskan berdasarkan sifat-sifatnya, dan deskripsi tersebut akurat seperti foto jembatan yang akurat: ia menunjukkan objek dan tidak mengatakan apa pun tentang kegunaannya. Kawat tersebut memiliki satu kegunaan dominan, dan kegunaan tersebut memaksakan persyaratan yang tidak dapat diungkapkan oleh daftar sifat.

Persyaratan tersebut adalah tegangan. Kawat platinum-rhodium adalah salah satu kaki termokopel, dan termokopel menghasilkan gaya gerak listrik yang bergantung pada perbedaan suhu antara kedua sambungannya dan pada perbedaan antara kedua paduan tersebut. Tidak ada kaki yang menghasilkan tegangan itu sendirian. Kumparan yang disertifikasi sebagai platinum dengan 13% rhodium adalah bahan dengan komposisi, dan ia menjadi sensor suhu hanya ketika disambungkan ke kawat jenis yang cocok.

Segala sesuatu yang mengikuti berasal dari fakta tersebut: tingkatan ditentukan oleh jenisnya dan tidak dapat dipilih secara bebas, sifat yang penting adalah stabilitas tegangan dan bukan konduktivitas, harga didominasi oleh rhodium, dan kegagalan dalam layanan adalah perubahan tegangan dan bukan putus.

Tingkatan Ditentukan oleh Jenisnya

Ada tiga jenis termokopel logam mulia yang umum digunakan dalam industri, dan masing-masing menyebut kedua kakinya. Kawat dibeli sebagai kaki yang cocok dari jenis yang disebutkan, bukan sebagai paduan yang dipilih dari katalog.

Dua fitur dari tabel tersebut membawa sebagian besar konsekuensi pembelian. Yang pertama adalah bahwa toleransi ditentukan selama rentang yang dinyatakan, dan rentang tersebut berakhir sebelum suhu yang terkenal untuk termokopel ini. Pasangan tipe R atau S yang digunakan pada 1.600 °C berada di luar rentang di mana standar mendefinisikan kesalahannya, yang tidak berarti ia tidak dapat digunakan. Itu berarti klaim akurasi tidak lagi berlaku.

Yang kedua adalah bahwa tipe B memiliki kaki positif dengan 30% rhodium dan kaki negatif dengan 6%. Ini adalah satu-satunya dari ketiganya di mana kedua kaki mengandung rhodium, dan ini juga yang hampir tidak memiliki keluaran di dekat suhu kamar, itulah sebabnya sirkuit tipe B digunakan tanpa kompensasi sambungan dingin. Tegangan di ujung dingin cukup kecil untuk diabaikan pada rentang ambien yang biasa.

Konduktivitas Adalah Sifat yang Salah

Deskripsi yang biasa mencantumkan konduktivitas listrik yang sangat baik sebagai keuntungan. Untuk bahan ini klaim tersebut hampir berlawanan dengan kebenaran. Platinum dan paduan rhodiumnya adalah konduktor yang buruk dibandingkan dengan tembaga, dan termokopel bekerja karena perbedaan daya termoelektrik antara dua paduan, bukan karena salah satunya menghantarkan dengan baik.

Sifat yang sebenarnya dibeli adalah reproduktibilitas tegangan terhadap suhu, dan itu memiliki tiga bagian. Yang pertama adalah komposisi paduan, yang ditentukan oleh jenisnya. Yang kedua adalah homogenitas kawat di sepanjang panjangnya, karena termokopel melaporkan integral suhu di sepanjang kawat di mana pun ada gradien komposisi atau tegangan. Yang ketiga adalah fungsi referensi yang diterbitkan untuk jenisnya, yang mengubah tegangan yang diukur menjadi suhu dan ditentukan oleh standar dan bukan oleh pemasok.

Homogenitas adalah bagian yang diremehkan pembeli. Kawat yang memenuhi komposisi dan toleransi masih dapat terbaca salah setelah ditekuk, dijepit, atau terkontaminasi di sepanjang jalurnya, karena bagian yang rusak menghasilkan tegangannya sendiri. Tidak ada kalibrasi pasangan yang menghilangkan kesalahan itu, karena kalibrasi berlaku untuk pasangan seperti saat diuji.

Apa yang Bisa Dijanjikan Satu Kawat, dan Apa yang Membutuhkan Pasangan

Kelas toleransi adalah di mana ini menjadi komersial. Baik standar Amerika maupun internasional mendefinisikan batas kesalahan untuk termokopel, dan batas-batas tersebut ditulis terhadap pasangan. Pemasok dapat mensertifikasi satu gulungan terhadap komposisi dan diameter, dan tidak dapat mensertifikasi akurasinya sebagai sensor tanpa kaki yang cocok.

Angka-angka pada sertifikat patut disebutkan, karena penyebaran antar kelas besar dibandingkan dengan suhu yang terlibat. Untuk tipe R dan S, batas kesalahan standar selama 0 hingga 1.450 °C adalah plus atau minus 1,5 °C, dan batas khusus adalah plus atau minus 0,6 °C atau 0,1% dari pembacaan, mana yang lebih besar. Untuk tipe B, batas selama 800 hingga 1.700 °C dinyatakan sebagai persentase dari pembacaan, sebesar 0,5% untuk kelas standar, dengan kelas yang lebih ketat tersedia.

Pembeli yang memesan batas khusus dan menerima batas standar telah menerima kawat yang masih dalam spesifikasinya sendiri dan bukan yang diasumsikan oleh jadwal kalibrasi. Kelas toleransi harus ada pada pesanan, bersama dengan standar dan edisinya, karena kedua sistem tidak menggunakan tabel yang identik.

Rhodium Adalah Sebagian Besar Tagihan

Rhodium adalah salah satu logam termahal yang digunakan secara komersial, dan diperdagangkan di pasar yang lebih tipis daripada platinum. Fakta tunggal tersebut mengatur ulang biaya setiap kawat dalam tabel di atas, dan mengaturnya secara berbeda untuk setiap tingkatan.

Tabel tersebut bersifat aritmatika, bukan daftar harga, dan ada di sana untuk menunjukkan bentuknya. Pada kandungan rhodium 6%, kawat tersebut berperilaku seperti pembelian platinum dengan biaya tambahan rhodium. Pada 30%, posisinya berbalik, dan kawat tersebut berperilaku seperti pembelian rhodium dengan tambahan platinum. Di antara kedua titik tersebut, pergerakan yang sama dalam harga rhodium mengubah tagihan dengan faktor yang sepenuhnya bergantung pada tingkatan mana yang ada pada pesanan.

Dua konsekuensi komersial mengikuti. Yang pertama adalah bahwa kutipan tanpa dasar harga bukanlah kutipan sama sekali untuk bahan ini, karena kandungan logam dapat bergerak antara pertanyaan dan pengiriman lebih dari biaya konversi. Yang kedua adalah bahwa pemulihan skrap dan potongan adalah bagian dari ekonomi dan bukan pemikiran belakangan, karena logam dalam proses yang gagal masih merupakan logam.

Apa yang Mengakhiri Termokopel dalam Layanan

Mode kegagalan termokopel logam mulia jarang berupa kawat putus. Ini adalah tegangan yang berhenti sesuai dengan suhu, dan penyebabnya adalah kimia dan metalurgi.

Baris pertama adalah yang mengakhiri sebagian besar instalasi lebih awal. Kawat platinum-rhodium di dalam tabung keramik terlindungi dari tungku dan bukan dari tabung. Refraktori silika, beberapa semen isolasi, dan selubung logam pada suhu tinggi semuanya menjadi sumber kontaminasi, dan kesalahan yang dihasilkan muncul sebagai bias lambat yang dikompensasi oleh operator dengan menyesuaikan setpoint.

Baris ketiga menjelaskan pola yang mengejutkan tim pemeliharaan. Kawat tidak melemah secara bertahap. Ia mengalami rekristalisasi, butir tumbuh hingga penampang menjadi rantai beberapa kristal, dan siklus termal berikutnya mematahkannya. Dukungan di sepanjang jalur dan radius tikungan minimum menunda hasil tersebut, dan pelurusan berulang mempercepatnya.

Apa yang Harus Ditulis pada Pesanan

Lima item membawa spesifikasi, dan dua item pertama adalah yang paling sering diserahkan kepada pemasok.

Item terakhir adalah di mana tim pembelian mendapatkan penghasilannya. Sertifikat komposisi tidak mahal dan menjawab pertanyaan tentang paduan. Kalibrasi pasangan, atau tes homogenitas di sepanjang panjangnya, menjawab pertanyaan tentang pengukuran dan biayanya sesuai. Memesan yang pertama sambil mengasumsikan yang kedua adalah kesalahpahaman yang paling umum dalam lini produk ini.

Di Mana DLX Berada

DLX memasok kawat platinum-rhodium dan kaki platinum yang cocok dari Changzhou, Jiangsu, dalam jenis dan diameter standar, dengan komposisi dan diameter dilaporkan terhadap pesanan. Hal yang sama berlaku untuk paduan termokopel berbasis nikel di mana suhu lebih rendah dan anggaran berbeda, bersama dengan tabung pelindung dan fitting yang menentukan berapa lama kawat bertahan.

Dua pertanyaan menyelesaikan sebagian besar pertanyaan. Yang pertama adalah jenis dan kaki mana, karena itu menentukan paduan dan dasar harga. Yang kedua adalah apa yang harus dibuktikan oleh sertifikat, karena pernyataan komposisi dan kalibrasi menjawab pertanyaan yang berbeda dan membawa biaya yang berbeda.

Pertanyaan yang Diajukan Pembeli

Apakah kawat platinum-rhodium itu sendiri merupakan sensor?

Tidak. Ini adalah salah satu kaki termokopel. Tegangan muncul ketika disambungkan ke kaki yang cocok pada sambungan pengukuran dan ujung lainnya ditahan pada suhu referensi yang diketahui. Gulungan dapat disertifikasi untuk komposisi dan diameter, dan akurasinya sebagai sensor hanya ada sebagai bagian dari pasangan.

Jenis mana yang harus ditentukan, B, R, atau S?

Tipe B untuk rentang tertinggi, di mana toleransi ditentukan dari 800 hingga 1.700 °C dan kedua kaki mengandung rhodium. Tipe R dan S untuk pekerjaan hingga sekitar 1.450 °C, di mana toleransi ditentukan dari 0 °C dan kaki negatif adalah platinum murni. Tipe S adalah standar yang lebih tua dan tipe R yang lebih baru dari keduanya, dan keduanya tidak dapat dipertukarkan dalam loop yang dikalibrasi.

Apakah sertifikat batas khusus berarti termokopel akurat?

Itu berarti kawat memenuhi batas yang lebih ketat terhadap fungsi referensi ketika diuji. Akurasi dalam layanan bergantung pada pasangan, pada homogenitas kedua kawat di sepanjang jalur yang terpasang, dan pada kontaminasi. Untuk tipe R dan S, batas khusus adalah plus atau minus 0,6 °C atau 0,1% dari pembacaan, dibandingkan dengan plus atau minus 1,5 °C untuk kelas standar.

Mengapa kandungan rhodium begitu penting bagi harga?

Karena rhodium adalah salah satu logam termahal yang digunakan secara komersial dan diperdagangkan di pasar yang tipis. Pada 6% rhodium, kawat sebagian besar merupakan pembelian platinum. Pada 30%, seperti pada tipe B, rhodium adalah bagian yang lebih besar dari biaya logam pada rasio harga yang masuk akal, sehingga pergerakan yang sama dalam harga rhodium mengubah kutipan tipe B jauh lebih banyak daripada kutipan tipe R.

Mengapa termokopel platinum-rhodium bergeser?

Tiga alasan mendominasi: kontaminasi oleh besi, silikon, atau fosfor dari tabung pelindung atau lingkungan; migrasi rhodium pada suhu tinggi, yang mengubah komposisi lokal; dan kerja dingin atau kerusakan mekanis di sepanjang jalur, yang menciptakan offset tegangan lokal. Dua yang pertama bersifat kimia dan yang ketiga bersifat fisik, dan hanya yang pertama yang mudah dicegah dengan pemilihan.

Bisakah kawat ditekuk dan diluruskan dalam layanan?

Dapat ditekuk hingga radius minimum dan tidak boleh diluruskan berulang kali. Di atas kira-kira 1.300 °C, butir tumbuh hingga kawat menjadi rantai beberapa kristal, dan pada titik itu siklus termal mematahkannya. Dukungan di sepanjang jalur dan radius tikungan yang besar memperpanjang umur lebih dari perubahan tingkatan apa pun.

Ringkasan

Kawat platinum-rhodium adalah separuh dari pengukuran. Jenisnya menentukan kedua paduan, kelas toleransi menentukan kesalahan, dan pasangan menentukan akurasi. Daftar sifat yang memuji konduktivitas telah menggambarkan bahan yang salah, karena paduan ini menghantarkan dengan buruk dan dibeli untuk reproduktibilitas tegangan.

Sisi komersial mengikuti rhodium. Pada 6%, kawat berperilaku seperti platinum dengan biaya tambahan, dan pada 30%, ia berperilaku seperti rhodium dengan tambahan. Sisi kegagalan mengikuti lingkungan: kontaminasi menggeser pembacaan secara perlahan, pertumbuhan butir mematahkan kawat secara tiba-tiba, dan keduanya tidak terlihat dalam sertifikat komposisi.

Referensi

ASTM E230/E230M, spesifikasi standar untuk tabel suhu-gaya gerak listrik untuk termokopel standar, untuk fungsi referensi dan batas kesalahan standar dan khusus untuk tipe B, R, dan S.

IEC 60584-1, termokopel, tabel referensi dan toleransi, untuk fungsi referensi internasional dan toleransi kelas 1, 2, dan 3.

BIPM, panduan untuk termometri sekunder, termometri termokopel, untuk penanganan ketidakseragaman, annealing, dan pergeseran pada termokopel logam mulia.

ASTM E220, kalibrasi termokopel dengan teknik perbandingan, untuk metode yang digunakan ketika pasangan dikalibrasi terhadap referensi.

Tabel tipe yang diterbitkan untuk termokopel logam mulia, untuk komposisi kaki tipe B, R, dan S serta rentang suhu yang dinyatakan.

Data teknis produsen untuk kawat termokopel platinum-rhodium, untuk suhu penggunaan berkelanjutan praktis dan persyaratan perlindungan di bagian atas setiap rentang.

ISO/IEC 17025, persyaratan umum untuk kompetensi laboratorium pengujian dan kalibrasi, untuk apa yang diwakili oleh sertifikat kalibrasi dari pihak ketiga.

Angka toleransi yang dikutip di sini adalah batas yang diterbitkan dari standar yang disebutkan, dan berlaku untuk kawat baru yang diuji terhadap fungsi referensi. Ini bukan pernyataan akurasi dalam layanan, yang bergantung pada pasangan, pada homogenitas di sepanjang panjang yang terpasang, dan pada kontaminasi. Pangsa biaya adalah ilustrasi aritmatika dari efek fraksi rhodium pada rasio harga yang diasumsikan, dan itu bukan kutipan harga atau perkiraan pasar. Rentang tipe adalah rentang di mana toleransi ditentukan, dan penggunaan di luarnya dimungkinkan tanpa klaim akurasi yang ditentukan. Pemilihan tabung pelindung dan selubung spesifik aplikasi dan tidak tercakup oleh spesifikasi kawat. Standar direvisi, dan edisi yang disebutkan pada pesanan berlaku. Tidak ada di sini yang merupakan pengganti rilis teknik atau kalibrasi yang disepakati antara pembeli dan pemasok.