Termoparovi su vrlo česti tipovi senzora temperature u industriji. Robusni su, nude brz odziv i mogu mjeriti visoke temperature. Termopar je senzor koji dolazi u kontakt s okolinom koja se mjeri, za razliku od npr. infracrvenog termometra. Senzor temperature termoelementa može se uroniti u medij koji može biti tekući ili plinoviti i spojiti na snimač. Da biste razumjeli metodu toplinskog mjerenja koju koristi termoelement, prvo morate pogledati njegov sastav. Zatim ćemo vidjeti kako se temperatura zaključuje iz mjerenja električne struje. Određene prakse su nužne kako bi se osiguralo da je mjerenje temperature termoelementa točno.
Sonda termoelementa koristi elektromotornu silu
The senzor temperature termoelementa sadrži dvije žice od vodljivih metala ili metalnih legura. Ove žice su spojene na jednom kraju, na tom spoju se mjeri temperatura. Općenito se naziva vruće zavarivanje. Njihov drugi kraj spojen je na kutiju za mjerenje temperature preko onoga što se naziva lem ili hladni spoj.
Kada vrući zavar ima promjenu temperature, stvara se slaba električna struja. Ova elektromotorna sila (ili emf) proporcionalna je temperaturi u stupnjevima Celzijusa mjerne točke. Koristimo tablice pretvorbe termoparova uspostaviti a podudarnost između izmjerene struje i temperature.
Kako odabrati materijale od kojih se sastoji sonda termoelementa?
Raspon mjerenja temperature senzori termoparova razlikuju se ovisno o metalima koji se koriste za njihovu proizvodnju. Ova razlika ovisi o vodljivosti legura koje čine žice para. Ove kombinacije dviju vrsta legura klasificiraju se prema onome što nazivamo tipovima termoparova.
Priključni kabeli općenito su između žica termopara i mjernih uređaja, bez iskrivljavanja rezultata. To je moguće zahvaljujući zakon intermedijarnih metala. Prema ovom principu, čak i ako treći homogeni vodič integrira krug, postojeća elektromotorna sila neće imati nikakvih promjena.
Kako osigurati točnost mjerenja temperature termoelementom?
Da biste pravilno koristili termoelement, morate obratiti pozornost na dva bitna elementa. Ako je vrući spoj dio sonde koji se čini najvažnijim za očitavanje temperature, trebali biste znati da princip funkcionira prije svega zahvaljujući razlika između mjerljivih napona na dva kraja žica. Stoga je potrebno izvršiti ono što se naziva kompenzacija hladnog spoja. Također je potrebno osigurati pouzdanost mjernog sustava izvođenjem kalibracije u različitim fazama životnog vijeka temperaturne sonde.
Kompenzacija hladnog spoja
Izmjerena električna struja zapravo proizlazi iz temperaturne razlike između vrućeg i hladnog spoja. Postoji nekoliko metoda kompenzacije hladnog spoja. Najpouzdaniji je onaj koji se sastoji od održavajte hladni spoj na temperaturi od 0°C stavljanjem u kupelj s ledenom vodom. Iako je ova metoda lako primjenjiva u laboratoriju, nije baš prikladna za industrijsko okruženje.
Druga metoda je da stavite hladni spoj u kalibracijsku pećnicu, koji pomoću termostata održava lem na poznatoj temperaturi. Također je moguće da ostavite hladni spoj na sobnoj temperaturi i izmjerite temperaturu na ovom spoju. Prilikom odabira jedne od posljednje dvije metode, morate izvršiti diferencijalni izračun za određivanje temperature vrućeg spoja. Zapravo, tablice pretvorbe počinju od temperature od 0°C. Rezultirajuće mjerenje napona se zatim pretvara u Celzijeve stupnjeve na temelju tip termopara o kojoj se radi. Postoje mjerni instrumenti koji mogu izravno izvršiti izračun kompenzacije na temelju prilagodljivih parametara.
Kalibrirajte sondu termoelementa
Termopar se kalibrira neposredno nakon proizvodnje, prije nego što se pusti u prodaju. Postoji još jedna kalibracija svaki put kad promijeni zadatak. Također se preporučuje kalibrirati sondu termoelementa čim se posumnja na kvar.
Dvije glavne metode kalibracije za senzor termoelementa postojati. Kada provodimo kalibracija usporedbom, mjerenje temperature termoelementom se uspoređuje s onim koje provodi druga sonda za toplinsko mjerenje. Tehnika fiksne točke sastoji se od izlaganja sonde termopara točno određenoj temperaturi. To je 0,01°C, temperatura dobivena kada je voda u jednakim dijelovima u svoja tri oblika.
Toplinska mjerenja u industriji
Bez obzira na sektor djelatnosti, mnogi industrijski procesi zahtijevaju upotrebu detektora za mjerenje temperature. Termopar je jedan od najčešće korištenih uređaja. Vrijeme odziva mu je kratko, jeftin je i može mjeriti visoke temperature. Senzori termistora također su vrlo prisutni u industriji. Ova vrsta sonde mjeri temperaturu na temelju promjena otpora materijala. Konačno, ekspanzijski termometri za plin ili tekućinu (ulje ili glicerin) nude veliku preciznost. Međutim, njihov mjerni raspon manji je od termopara ili otporne sonde.
