Termoparowy czujnik temperatury zawdzięcza swój sukces dużej wszechstronności. Umożliwia tworzenie sond termicznych odpowiednich do wielu obszarów zastosowań. Działanie termopary opiera się na zjawisku zwanym efektem termoelektrycznym Seebecka, opracowanym przez fizyka o tym samym nazwisku. Temperaturę określa się na podstawie poziomu napięcia elektrycznego generowanego przez zmianę temperatury wewnątrz termopary. Ale jaki dokładnie jest mechanizm działania? termopary ? Oto kilka kluczy, które pozwolą lepiej zrozumieć tajniki sondy temperatury i pomogą Ci wybrać ten, który będzie odpowiadał Twoim potrzebom.
Działanie termopar opiera się na napięciu termoelektrycznym
Termopara to czujnik przeznaczony do różnych dziedzin (przemysł, chemia, przetwórstwo spożywcze itp.) i do pomiaru temperatury w różnych środowiskach. Zawiera dwa druty z metali przewodzących lub stopów metali różnej natury.
Zasada działania termopar
Te przewody są połączone dwoma rodzajami spoin, gorący punkt i zimny punkt. Gorący punkt znajduje się w kierunku otoczenia, którego temperaturę chcemy zmierzyć. Często ma to miejsce zgrzewanie na gorąco ochrona metalową osłoną. Aby zapobiec jego degradacji przez środowisko, w którym się znajduje. Punkt zimny musi pozostać w znanej temperaturze. Podczas pomiaru temperatury zimne złącze można utrzymać w odpowiedniej temperaturze precyzyjne dzięki mechanizmowi chłodniczemu. Możliwy jest także pomiar jego temperatury, a następnie wykonanie obliczeń różnicowych.
Gdy gorący punkt termopary zostanie wystawiony na działanie ciepła lub zimna, gęstość elektronów każdego metalowego drutu jest modyfikowana. Zmiany temperatury powodują dynamizację elektronów, które następnie przemieszczają się w kierunku zimniejszej strony drutów przewodzących. Do tego przyzwyczajony jest sprzęt pomiarowy oszacować tę siłę elektromotoryczną. Mierzy prąd wpływający do skrzynki rejestratora na końcach każdego z dwóch przewodów. Niektóre urządzenia wyświetlają napięcie, inne wyświetlają temperaturę obliczoną zgodnie ze specyfikacją termopary.
Środki ostrożności, które należy podjąć w celu optymalnego działania termopar
Jeżeli dwa metalowe druty są zespawane, a nie na przykład splecione, ma to zapewnić utrzymanie kontaktu pomimo warunków zewnętrznych. takie jak wibracje. Istnieje kilka technik łączenia: lutowanie cyną, lutowanie srebrem, lutowanie elektryczne itp. Lutowania nie należy przeprowadzać w zbyt wysokiej temperaturze aby nie zmieniać drutów stopowych, co mogłoby zmienić działanie termopary.
Będąc bardzo słabym, może się tak zdarzyć zakłócenia elektryczne są niepokojące sygnał termopary. Hałaśliwy silnik umieszczony w pobliżu sondy temperatury może również zakłócać pracę termopary i tym samym zniekształcać wyniki. Może wówczas zaistnieć konieczność ponownej kalibracji.
Niezbędne jest użycie odpowiedni typ termopary i odpowiednia osłona w środku do zmierzenia. Zjawisko rozkalibrowania może wystąpić, gdy czynniki zewnętrzne, takie jak zbyt wysoka temperatura, powodują dyfuzję cząstek metalu do metali termopary. Błędna kalibracja może również wynikać ze zużycia osłony izolacyjnej, powodując kontakt między dwoma przewodami.
Jak wybrać termoparę?
Wybór termopar zależy od zakres pomiaru temperatury w stopniach Celsjusza mierzonego medium oraz oczekiwany czas reakcji.
Docelowy zakres temperatury i czas reakcji
W teorii, można łączyć ze sobą wszystkie rodzaje stopów metali tworząc termoparę. Jednak 8 rodzaje termopar są głównie używane. Są one przedmiotem normy europejskiej i pojawiają się w klasyfikacji według kombinacje metali które je tworzą. Typy J, K, T i E są najczęściej spotykane ze względu na umiarkowaną cenę i uniwersalność zastosowań. Umożliwiają pomiar wysokich temperatur. Stosowane są termopary typu R, S i B mierzyć bardzo wysokie temperatury. Zawierają metale szlachetne, stąd wyższa cena zakupu.
Aby uniknąć fałszywych wyników, istotne jest użycie odpowiedniego typu termopary dla danej aplikacji. Rzeczywiście, każdy z tych typów ma swoje własne cechy, jako skala temperatura zapewniająca optymalną pracę termopary. Dlatego też, aby uzyskać jak najdokładniejsze dane, dopasować zakres mierzonych temperatur do optymalnego zakresu danego typu termoelement. Niektóre metale charakteryzujące się szczególną odpornością należy stosować w określonych środowiskach (kwaśnym, zasadowym, pod wysokim ciśnieniem itp.).
Czas reakcji różni się w zależności od typu złącza na końcu termopary. W przypadku złącza odsłoniętego złącze nie znajduje się w osłonie ochronnej. Kontakt z otoczeniem jest bezpośredni, dlatego czas reakcji jest szybki.
Zgodność z domeną aplikacji
Wybierając czujnik do sondy pomiarowej, musisz mieć wszystko najpierw zdefiniuj zmienne, które chcesz zmierzyć. Można na przykład wybrać czujnik wilgotności i temperatury. Można wybrać programowalny przetwornik, aby skonfigurować żądane parametry.
Aby wybrać sondę elektroniczną, najlepiej wybrać urządzenie pomiarowe łatwe w obsłudze przez użytkowników i dostosowane do środowiska. Na przykład zaleca się wyłączenie ekranów LCD czujników powyżej temperatury zewnętrznej 70°C. Do bezpośredniego i zdalnego monitorowania temperatury można wybrać urządzenie będące połączeniem termometru na podczerwień i termopary.
Wśród najczęściej używanych czujników znajdują się również termistory. Czujniki te działają na zasadzie zbliżonej do termopary ponieważ reagują na zmiany temperatury, modyfikując swoją rezystancję. Termistory to NTC (ujemny współczynnik temperaturowy) lub PTC (dodatni współczynnik temperaturowy). Te dwa typy termistorów zależą od materiałów, z których są wykonane.
Idź dalej na temat termopar
Aby pogłębić temat termopar, polecamy również te artykuły:
