Termopary są bardzo powszechnymi typami czujników temperatury w przemyśle. Są wytrzymałe, zapewniają szybką reakcję i mogą mierzyć wysokie temperatury. Termopara to czujnik, który wchodzi w kontakt z mierzonym środowiskiem, w przeciwieństwie na przykład do termometru na podczerwień. Termoparowy czujnik temperatury można zanurzyć w ośrodku ciekłym lub gazowym i podłączyć do rejestratora. Aby zrozumieć metodę pomiaru temperatury stosowaną przez termoparę, należy najpierw przyjrzeć się jej składowi. Następnie zobaczymy, w jaki sposób temperatura jest wyznaczana na podstawie pomiaru prądu elektrycznego. Aby zapewnić dokładność pomiaru temperatury termopary, konieczne jest przestrzeganie pewnych praktyk.
Sonda termopary wykorzystuje siłę elektromotoryczną
The czujnik temperatury termopary zawiera dwa druty z metali przewodzących lub stopów metali. Przewody te są połączone na jednym końcu, to na tym złączu mierzona jest temperatura. Nazywa się to ogólnie spawaniem na gorąco. Ich drugi koniec jest podłączony do skrzynki pomiarowej temperatury za pomocą tak zwanego lutu lub zimnego złącza.
Kiedy gorąca spoina ulega zmianie temperatury, wytwarza się słaby prąd elektryczny. Ta siła elektromotoryczna (lub emf) jest proporcjonalna do temperatury punktu pomiarowego w stopniach Celsjusza. Używamy tabele konwersji termopar założyć A zgodność pomiędzy zmierzonym prądem a temperaturą.
Jak wybrać materiały, z których składa się sonda termopary?
Zakres pomiaru temperatury czujniki termoparowe różnią się w zależności od metali użytych do ich produkcji. Różnica ta zależy od przewodności stopów tworzących druty pary. Te kombinacje dwóch typów stopów są klasyfikowane według tego, co nazywamy typami termopar.
Kable połączeniowe zazwyczaj znajdują się pomiędzy przewodami termopary a urządzeniami pomiarowymi, bez zniekształcania wyników. Jest to możliwe dzięki prawo metali pośrednich. Zgodnie z tą zasadą, nawet jeśli trzeci jednorodny przewodnik zintegruje obwód, istniejąca siła elektromotoryczna nie ulegnie zmianie.
Jak zapewnić dokładność pomiaru temperatury termopary?
Aby prawidłowo używać termopary, należy zwrócić uwagę na dwa istotne elementy. Jeżeli złącze gorące jest częścią sondy, która wydaje się najważniejsza dla odczytu temperatury, to warto wiedzieć, że zasada ta działa przede wszystkim dzięki różnica między mierzalnymi napięciami na dwóch końcach przewodów. Dlatego konieczne jest przeprowadzenie tak zwanej kompensacji zimnego złącza. Jest to również konieczne zapewnić niezawodność systemu pomiarowego poprzez wykonanie kalibracji na różnych etapach życia czujnika temperatury.
Kompensacja zimnego złącza
Zmierzony prąd elektryczny wynika w rzeczywistości z różnicy temperatur pomiędzy gorącym i zimnym złączem. Istnieje kilka metod kompensacji zimnego złącza. Najbardziej niezawodny jest ten, który składa się z utrzymywać zimne złącze w temperaturze 0°C umieszczając go w łaźni lodowo-wodnej. Chociaż tę metodę można łatwo zastosować w laboratorium, nie jest ona zbyt odpowiednia w środowisku przemysłowym.
Druga metoda polega na umieścić złącze zimne w piecu kalibracyjnym, który utrzymuje lut w znanej temperaturze za pomocą termostatu. Jest to również możliwe pozostawić zimne złącze w temperaturze pokojowej i zmierzyć temperaturę na tym złączu. Wybierając jedną z tych dwóch ostatnich metod, musisz wykonać obliczenia różnicowe aby określić temperaturę gorącego złącza. W rzeczywistości tabele przeliczeniowe zaczynają się od temperatury 0°C. Wynikowy pomiar napięcia jest następnie konwertowany na stopnie Celsjusza w oparciu o typ termopary o co chodzi. Istnieją przyrządy pomiarowe umożliwiające bezpośrednie obliczenie kompensacji w oparciu o konfigurowalne parametry.
Skalibrować sondę termopary
Kalibracja termopary odbywa się tuż po jej wyprodukowaniu, przed wprowadzeniem do sprzedaży. Jest jeszcze jedna kalibracja za każdym razem, gdy zmienia przydział. Zaleca się także kalibrację sondy termopary zaraz po podejrzeniu nieprawidłowego działania.
Dwa główne metody kalibracji czujnika termopary istnieć. Kiedy wykonamy kalibracja przez porównanie, pomiar temperatury termopary jest porównywany z pomiarem wykonywanym przez inną termiczną sondę pomiarową. Technika punktu stałego polega na poddaniu sondy termopary działaniu dokładnej temperatury. Jest to 0,01°C, czyli temperatura uzyskana, gdy woda występuje w równych częściach w trzech postaciach.
Pomiary cieplne w przemyśle
Niezależnie od branży, wiele procesów przemysłowych wymaga zastosowania detektora do pomiaru temperatury. Termopara jest jednym z najczęściej używanych urządzeń. Jego czas reakcji jest krótki, jest niedrogi i może mierzyć wysokie temperatury. Czujniki termistorowe są również bardzo obecni w branży. Ten typ sondy mierzy temperaturę na podstawie zmian rezystancji materiałów. Wreszcie, termometry rozszerzalności gazu lub cieczy (olej lub gliceryna) zapewniają dużą precyzję. Jednak ich zakres pomiarowy jest mniejszy niż w przypadku termopary lub sondy rezystancyjnej.
