Các cảm biến thermocouple được chia làm nhiều loại theo từng tiêu chí khác nhau. Mỗi loại có các thuộc tính riêng biệt cho từng ứng dụng và phương pháp lắp đặt.

Phân loại theo vật liệu cấu tạo thermocouple

Có rất nhiều loại thermocouple sử dụng sự kết hợp các kim loại khác nhau. Các kết hợp này có các đặc tính đầu ra khác nhau, qua đó xác định phạm vi nhiệt độ thích hợp mà nó có thể đo và điện áp đầu ra tương ứng


Cảm biến nhiệt loại K

- Chromel® gồm 90% niken và 10% crom; Alumel® là hợp kim bao gồm 95% niken, 2% mangan, 2% nhôm và 1% silic.

- Loại K là một trong những cặp nhiệt điện phổ biến nhất với độ nhạy khoảng 41 μV/ºC.

- Chromel® là dây dương, Alumel® là dây âm.

- Không tốn kém, và phạm vi của nó là từ –270 °C đến +1372 °C (–454 °F đến +2501 °F) và tương đối tuyến tính.

- Thành phần niken là từ tính, và như các kim loại từ tính khác, sẽ có độ lệch trong đầu ra khi vật liệu đạt tới điểm Curie, xảy ra ở nhiệt độ 350 °C (662 °F) đối với cặp nhiệt điện loại K. Điểm Curie là nơi vật liệu từ trải qua một sự thay đổi đáng kể trong tính chất từ của nó và gây ra sự sai lệch lớn đến tín hiệu đầu ra.

- Nó có thể được sử dụng trong không khí liên tục oxy hoá hoặc trung hòa.

- Hầu hết sử dụng ở trên 538 °C (1000 °F).

- Hoạt động ở nồng độ oxy thấp gây ra một sự dị thường gọi là quá trình oxy hóa ưu tiên của crom trong dây dương gây ra tình trạng gọi là 'green rot' tạo ra các sai lệch lớn nghiêm trọng nhất trong khoảng 816 đến 1038 °C (1500 đến 1900 °F). Việc thông gió hoặc bít kín ống bảo vệ có thể ngăn ngừa hoặc giảm nhẹ tình trạng này.

Cảm biến nhiệt loại J (Sắt – Constantan)

- Các cặp nhiệt điện loại J có phạm vi tiềm năng hạn chế hơn loại K từ –200 đến +1200 °C (–328 đến 2193 °F), nhưng độ nhạy cao hơn khoảng 50 μV/ºC.

- Nó rất tuyến tính trong khoảng 149 đến 427 °C (300 đến 800 °F) và trở nên dễ gãy dưới 0 °C (32 °F).

- Tại điểm Curie của sắt 770 °C (1418 °F) có sự thay đổi đột ngột và vĩnh viễn về đặc tính đầu ra, xác định giới hạn nhiệt độ trên thực tế.

- Sắt bị oxy hóa ở nhiệt độ cao hơn 538 °C (1000 °F) gây ảnh hưởng xấu đến độ chính xác của nó. Chỉ dây đo nặng được sử dụng ở những điều kiện này.

- Loại J phù hợp để sử dụng trong bầu không khí chân không, giảm, hoặc trơ.

- Nó sẽ giảm tuổi thọ nếu sử dụng trong môi trường oxy hóa.

- Các thành phần cảm biến trần không được để ở nơi chứa lưu huỳnh trên 538 °C (1000 °F).

Cảm biến nhiệt loại E

- Chromel là một hợp kim của 90% niken và 10% crom và là dây dương.

- Constantan là hợp kim thường gồm 55% đồng và 45% niken.

- Loại E có phạm vi tiềm năng từ –270 đến 1000 °C (–454 đến 1832 °F).

- Nó không có từ tính và có điện áp đầu ra cao nhất so với thay đổi nhiệt độ của bất kỳ loại tiêu chuẩn nào (68 μV/°C).

- Nó cũng có xu hướng lệch nhiều hơn các loại khác.

- Khuyến cáo sử dụng cho môi trường oxy hóa liên tục hoặc khí trơ.

- Các giới hạn lỗi của nó chưa được thiết lập để sử dụng dưới mức không.

Cảm biến nhiệt loại T (Đồng / Đồng-Niken)

- Kiểu T có độ nhạy 38 μV/°C và có phạm vi tiềm năng từ –270 đến 400 °C (–454 đến 752 °F).

- Chúng có thể được sử dụng trong môi trường oxy hóa, giảm hoặc trơ và trong chân không.

- Chúng có khả năng chống ăn mòn cao.

- Chúng thể hiện được tính tuyến tính tốt và thường được sử dụng từ các phạm vi nhiệt độ rất thấp (nhiệt độ nấm) đến nhiệt độ trung bình.

Cảm biến nhiệt loại N (Nicrosil – Nisil)

- Nicrosil là hợp kim niken có chứa 14.4% crom, 1.4% silic, và 0.1% magie và là dây dương.

- Nisil là hợp kim của hợp kim niken với 4.4% silic.

- Cặp nhiệt điện loại N là thiết kế mới nhất đã được các tiêu chuẩn quốc tế chấp nhận và đang ngày càng được sử dụng rộng khắp trên thế giới.

- Các hợp kim này cho phép loại N đạt được độ ổn định nhiệt điện cao hơn các loại kim loại cơ bản E, J, K và T.

- Các cặp nhiệt điện loại N có độ nhạy 39 μV/°C và phạm vi tiềm năng từ –270 đến 1300 °C (–454 đến 2372 °F).

- Các cặp nhiệt điện loại N đã được sử dụng đáng tin cậy trong thời gian dài ở nhiệt độ tối thiểu 1200 °C (2192 °F).

Cảm biến nhiệt loại R và S

- Loại R (Platin – 13% Rhodi / Platin) và loại S (Platin – 10% Rhodi / Platin) có phạm vi tiềm năng từ –50 đến 1768 °C (–58 đến 3214 °F).

- Cả hai đều có độ nhạy khoảng 10 μV/°C và do đó không thích hợp cho các ứng dụng nhiệt độ thấp, mà các loại khác sẽ là sự lựa chọn tốt hơn.

- Vì chúng được chế tạo từ hợp kim platin nên chúng rất đắt và thường được dành riêng cho các ứng dụng nhiệt độ cực cao mà các loại cặp nhiệt điện khác không hoạt động tốt.

- Do tính ổn định cao, cặp nhiệt điện loại S được sử dụng để xác định Thang đo Nhiệt độ Quốc tế (International Temperature Scale) giữa điểm mà Antimony đóng băng (630.5 °C / 1166.9 °F) và điểm nóng chảy của vàng (1064.43 °C / 1945.4 °F).

- Việc lắp đặt thích hợp yêu cầu các cặp nhiệt điện được bảo vệ bằng ống bảo vệ phi kim loại và các chất cách điện bằng gốm.

- Phơi nhiễm nhiệt độ cao kéo dài gây ra sự gia tăng hạt có thể dẫn đến sự hư hỏng về cơ học và lệch tiêu cực do sự khuếch tán Rhodi đến chân platin tinh khiết cũng như từ sự bay hơi của Rhodi.

- Nói chung loại R được sử dụng trong công nghiệp và loại S chủ yếu được sử dụng trong phòng thí nghiệm.

Cảm biến nhiệt loại B

- Các cặp nhiệt điện loại B (Platin – 30% Rhodi / Platin – 6% Rhodi) có phạm vi tiềm năng trong khoảng từ 0 đến 1820 °C (32 đến 3308 °F).

- Các cặp nhiệt điện loại B thường được đặt trong môi trường không khí sạch / oxy hoá nhưng không nên sử dụng trong không khí giảm.

- Số lượng Rhodi tăng lên trong cặp nhiệt điện loại B giúp giảm vấn đề tăng trưởng hạt, cho phép tăng phạm vi nhiệt độ tăng lên so với các loại R và S.

Phân loại theo loại điểm nối

Các dây nối với nhau bằng nhiều cách khác nhau như xoắn, kẹp, hàn chì, hàn thau, và các loại mối hàn khác nhau (ví dụ, hạt và giáp mối). Để có hiệu năng tốt nhất, đầu nóng phải có độ bền cơ học, dẫn điện liên tục, và không bị nhiễm độc bởi các thành phần hoá học của vật liệu hàn.

Đầu nối T/C được sản xuất trong các cấu hình khác nhau với lợi ích cho các ứng dụng cụ thể. Các đầu nối có thể nối đất hoặc không nối đất, và T/C hai phần tử có thể được cách ly hoặc không cách ly.