Type N - Een oplossing voor instabiliteit

Instabiliteiten in thermokoppels komen in verschillende vormen voor. Ten eerste is er langetermijndrift door samenstellingsveranderingen veroorzaakt door oxidatie (of neutronenbestraling in nucleaire toepassingen). Zo kunnen Type K-thermokoppels die aan lucht zijn blootgesteld boven 800°C oxidatie-effecten ondervinden die de homogeniteit van de geleiders veranderen en meetfouten van enkele procenten introduceren. Wanneer ze in hulzen met een beperkt luchtvolume zijn gemonteerd, kan 'groene roest' optreden door preferentiële oxidatie van chroom. Nucleaire toepassingen vormen een extra uitdaging door transmutatie van materialen onder neutronenbestraling, wat opnieuw tot EMK-instabiliteit leidt.

Ten tweede is kortetermijn thermische EMK-hysterese een probleem bij thermokoppels van basismetalen, met name Type K, wanneer ze cyclisch tussen 250°C en 600°C worden belast. Fouten van 5°C of meer komen hier vaak voor, vooral rond 400°C. Dit wordt doorgaans veroorzaakt door magnetische en structurele inhomogeniteiten. Ten derde kunnen in mineraalgeïsoleerde thermokoppelassemblages EMK-verschuivingen optreden door migratie van mangaan en aluminium van de KN (negatieve) draad via de magnesiumoxide-isolator naar de KP (positieve) draad.

Type N-materialen zijn specifiek ontwikkeld om deze instabiliteiten te bestrijden. Dankzij hun legeringsopbouw bieden Type N-thermokoppels een betere weerstand tegen drift, hysterese, magnetische effecten en zelfs door neutronen geïnduceerde transmutatie. De NP (Nicrosil) geleider bevat hogere gehalten aan chroom en silicium, terwijl de NN (Nisil) geleider verhoogde gehalten aan silicium en magnesium bevat. Samen vormen ze een diffusiebarrière die de langetermijnprestaties aanzienlijk verbetert.

De stabiliteit van Type N in nucleaire toepassingen is een ander groot voordeel — het ontbreken van mangaan, aluminium en koper in de NN-geleider elimineert het transmutatieprobleem vrijwel volledig. Hysterese bij temperatuurcycli is ook drastisch verminderd. Over het bereik van 200°C tot 1.000°C (met piekafwijking rond 750°C) worden hysteresefouten teruggebracht tot slechts 2–3°C, waardoor Type N veel stabieler is dan zijn tegenhangers van basismetalen.