Czujniki termoparowe wchodzą w skład sond temperaturowych stosowanych w wielu sektorach zawodowych. Jest to technologia prosta w obsłudze i ekonomiczna. Zapewnia także krótki czas reakcji na zmiany temperatury. Różne typy termopar obejmują mniej lub bardziej rozszerzone zakresy temperatur z różną precyzją. Wybór złącza i systemu kompensacji zimnego złącza sprawia, że można je stosować w różnych środowiskach.
Do identyfikacji termopara najlepiej dostosowany do Twojego obszaru zastosowania i budżetu, istotne jest zrozumienie, jak to działa i rozróżnienie jego typologii.
Co to jest termopara?
Termopara jest jednym z dwóch głównych typów najpopularniejsze czujniki temperatury.
- Termopara umożliwia pomiar temperatury poprzez obliczenie różnicy napięcia między dwoma punktami. Jest to system oparty na zasadzie termoelektrycznej.
- Druga kategoria, tj termistorowy czujnik temperatury, wykorzystuje zasadę termooporności. To tu różnice w oporności materiałów który służy do obliczania różnicy temperatur. Materiały, o których mowa, to tlenki metali, prasowane i kapsułkowane.
Jak działa termopara
Termopara lub para termoelektryczna składa się z dwa przewodzące druty metalowe różny. Przewody łączone są dwoma rodzajami lutu, gorący punkt i zimny punkt. Nazywany także węzłem referencyjnym. Wnie powstaje napięcie elektryczne, gdy gorące złącze ulega zmianie temperatury. Następnie zmierzymy różnicę potencjałów elektrycznych między gorącym złączem a zimnym złączem, aby zmierzyć temperaturę. To jest to co nazywamy efekt termoelektryczny Seebecka, nazwany na cześć niemieckiego fizyka Thomasa Johanna Seebecka, który teoretyzował to zjawisko w 1821 roku.
Woltomierz pozwala zmierzyćNapięcie generowane w przewodzących drutach metalowych jako funkcja zmian temperatury. Obliczamy różnica potencjałów (siła elektromotoryczna) pomiędzy złączem gorącym i zimnym. Następnie, przerobiony przetwornik temperatury te dane w stopniach Celsjusza. Przeliczenie napięcia na temperaturę odbywa się za pomocą tabela referencyjna i zależy od rodzaju metali tworzących termoparę. Rzeczywiście, wrażliwość termoelektryczna każdego metalu jest inna. A współczynnik de Seebecka został przypisany do każdego materiału w oparciu o tę wrażliwość.
Utrzymywanie temperatury złącza odniesienia
Aby sonda termopary dostarczała informacji z dużą precyzją, zimne złącze musi znajdować się w punkcie stabilna lub mierzalna temperatura. Powinieneś wiedzieć, że to złącze odniesienia składa się w rzeczywistości z dwóch różnych spoin. Istnieje kilka metod kompensacji zimnego złącza, stosowane w szczególności, gdy temperatura otoczenia może się zmieniać. Kąpiel lodowo-wodna to prosta metoda pozwalająca na utrzymanie temperatury spoiny 0°C. W praktyce jest ono szeroko przydatne w laboratorium, ale jego wdrożenie w środowisku przemysłowym może być skomplikowane. Można również skorzystać drugi przyrząd pomiarowy który dokonuje kontroli temperatury punktu odniesienia. Ponieważ tabele pomiarowe są zwykle sporządzane w oparciu o temperaturę zimnego złącza wynoszącą 0°C, należy następnie przeprowadzić obliczenia, biorąc pod uwagę zmierzoną temperaturę.
Gdy odległość pomiędzy punktem pomiarowym a urządzeniem wymiar jest duży, może być konieczne dodanie przedłużki. Materiał, z którego wykonany jest ten kabel, musi być wykonany z kalibracja identyczna z typem termopary aby uniknąć fałszywych pomiarów. Jednym z rozwiązań jest bezpośrednie użycie tego samego materiału, co może być kosztowne, dlatego jest to a przedłużacz. Możliwe jest również użycie a kabel kompensacyjny, wykonane z innych metali niż termopara.
Znormalizowane typy termopar
Konstrukcja czujników termoparowych wykonana jest z wszelkiego rodzaju metali. Ale stosuje się głównie 8 typów termopar. Są to typy termopar objętych zakresem norma europejska IEC 60584.1. W normie tej wymieniono termopary, oznaczając je literą i nazwą, w której element dodatni znajduje się na pierwszym miejscu.
Najczęściej stosowane typy termopar
- Typ K (Chromel (stop niklowo-chromowy) / Alumel (stop niklowo-aluminiowy)) jest najczęściej stosowaną termoparą w przemyśle. Obejmuje szeroki zakres pomiaru temperatury, od -200 do 1200°C. Jego cena jest niedroga, a czułość wynosi około 41uV/°C.
- Termopara typ J (Żelazo / Konstantan (stop miedzi i niklu)) jest przydatny w środowisku redukującym. Mierzy temperaturę w zakresie od -40 do 750°C. Nie należy go stosować w temperaturze powyżej 760°C, ponieważ może to spowodować transformację magnetyczną prowadzącą do trwałej dekalibracji. Obecność żelaza czyni go wrażliwym na utlenianie, często jest oferowany z osłoną ze stali nierdzewnej.
- The wpisz T (Miedź / Konstantan (stop miedzi i niklu)) jest stosowany głównie w laboratorium w zakresie temperatur od -185 do 300°C. Jest bardzo stabilny w pomiarach niskotemperaturowych i kriogenicznych.
- Typ E (Chromel (stop niklu i chromu) / Constantan (stop miedzi i niklu)) nadaje się do pomiarów temperatury od -40 do 800°C. Zalecany do stosowania w próżni, gazie obojętnym, środowisku umiarkowanie utleniającym lub redukującym.
Rodzaje termopar zarezerwowanych dla wysokich temperatur
- The typ N (Nicrosil (stop niklowo-chromowo-krzemowy) / Nisil (stop niklowo-krzemowy)) charakteryzuje się wysoką stabilnością i odpornością na utlenianie. Służy do pomiaru wysokich temperatur, do ponad 1280°C w krótkich okresach czasu. Ma tę zaletę, że jest dostępny po niższej cenie niż inne typy termopar do wysokich temperatur, B, R lub S, które zawierają platynę.
- TO typy S (platyna rodowana 10% / platyna) i R (platyna rodowana 13% / platyna) mają podobne cechy. Służą do pomiaru wysokich temperatur, czyli powyżej 1000°C i do 1600°C. Ze względu na wysoką stabilność typ S jest stosowany jako wzorzec temperatury topnienia złota (1064,43°C).
- Termopara typ B (platyna rodowana 30% / platyna rodowana 6%) przeznaczony jest do ciągłego pomiaru temperatury do 1600°C i szczytowej do 1800°C.
Wybór A czujnik temperatury nie ogranicza się tylko do rodzaju termopary, pozostałe elementy ją tworzące również muszą jak najlepiej odpowiadać Twoim potrzebom. Doradcy Thermometr.fr chętnie doradzą Ci, jakiego rodzaju sondy potrzebujesz. Projektują również wspólnie z Tobą sondę dostosowaną do Twoich potrzeb, która najlepiej pasuje do Twojego zastosowania.
Idź dalej na temat termopar
Aby pogłębić temat termopar, polecamy również te artykuły:
