Копель прецизионный сплав для термоэлектрических преобразователей и резистивных элементов
Копель (медно-никелевый сплав с содержанием никеля от 43 до 44 %, марганца от 0,1 до 1,0 %, железа до 0,15 %) материал с высоким удельным электрическим сопротивлением и стабильной термо-ЭДС в паре с хромелем, алюмелем и медью. Применяется в термопарах типа ТХК (хромель-копель) и ТМК (медь-копель), а также в качестве токопроводящих жил компенсационных проводов и резисторов с низким температурным коэффициентом сопротивления (ТКС).
Физико-механические параметры
Удельное электрическое сопротивление копеля составляет от 0,48 до 0,52 Оммм/м при 20 C. Температурный коэффициент сопротивления в диапазоне от 20 до 100 C не превышает 510 1/C. Плотность сплава от 8,9 до 9,0 г/см. Температура плавления находится в интервале от 1270 до 1290 C. Предел прочности при растяжении для отожжённого состояния от 390 до 490 МПа, относительное удлинение от 25 до 35 %. Твёрдость по Бринеллю от 100 до 130 HB.
Термоэлектрические характеристики
В паре с хромелем (термопара ТХК) копель обеспечивает термо-ЭДС от 6,9 до 7,1 мВ при 100 C и от 33,0 до 33,5 мВ при 400 C. Рабочий диапазон температур для термопар типа ТХК составляет от 40 до +800 C, кратковременно до 900 C. Для пары медь-копель (ТМК) термо-ЭДС при 100 C от 4,7 до 4,9 мВ, рабочий диапазон от 200 до +100 C. Линейность зависимости термо-ЭДС от температуры позволяет использовать копель в измерительных цепях с погрешностью не более 0,5 %.
Сортамент и формы поставки
| Форма поставки | Диаметр/сечение | Состояние | Стандарт | Типовое применение |
|---|---|---|---|---|
| Проволока круглая | от 0,2 до 6,0 мм | Мягкая (отожжённая), полутвёрдая | ГОСТ 1790-2016 | Термопары, компенсационные провода |
| Лента | от 0,1 до 2,0 мм от 10 до 200 мм | Мягкая, твёрдая | ГОСТ 1790-2016 | Резистивные элементы, шунты |
| Пруток | от 8 до 40 мм | Горячекатаный, кованый | ТУ 48-21-245-72 | Электроды термопар, контактные детали |
Применение в промышленности
- Термопарные датчики температуры в металлургии (контроль температуры расплавов цветных металлов), химической промышленности (реакторы, автоклавы), энергетике (газотурбинные установки, котлы).
- Компенсационные провода для удлинения цепей термопар в системах автоматического регулирования (АСУ ТП) на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах.
- Резистивные элементы в прецизионных резисторах, магазинах сопротивлений, измерительных мостах постоянного и переменного тока.
- Токопроводящие жилы кабелей в термоэлектрических преобразователях для агрессивных сред при температурах до 600 C.
- Шунты и добавочные резисторы в электроизмерительных приборах (амперметры, вольтметры) классов точности 0,10,5.
Преимущества перед аналогами
По сравнению с константаном копель имеет более высокую термо-ЭДС в паре с хромелем (на 1520 %) и меньший разброс ТКС. В отличие от манганина, копель сохраняет стабильность сопротивления при температурах до 400 C, что позволяет использовать его в высокотемпературных резисторах. Сплав не подвержен коррозии в атмосферных условиях и в средах с относительной влажностью до 98 %.
Вопросы и ответы
Какие термопары изготавливают из копеля?
Основные типы: хромель-копель (ТХК) для диапазона от 40 до +800 C и медь-копель (ТМК) для криогенных температур от 200 до +100 C.
Чем копель отличается от константана?
Копель содержит больше никеля (4344 % против 3941 %) и имеет более высокую термо-ЭДС в паре с хромелем. Константан применяется в термопарах типа ТХКн с меньшей чувствительностью.
Какой стандарт регламентирует поставку копеля?
ГОСТ 1790-2016 устанавливает технические условия на проволоку и ленту из сплавов хромель, алюмель и копель для термоэлектродов.
Можно ли использовать копель в резисторах?
Да, благодаря низкому ТКС (до 510 1/C) и стабильному удельному сопротивлению копель применяется в прецизионных резисторах и измерительных шунтах.