Senzori termoparovi dio su temperaturnih sondi koje se koriste u mnogim profesionalnim sektorima. To je tehnologija koja je jednostavna za korištenje i ekonomična. Također nudi kratko vrijeme odziva na temperaturne varijacije. Različite vrste termoparova pokrivaju više ili manje proširena temperaturna područja s različitom preciznošću. Odabir njihovog spoja i njihov sustav kompenzacije hladnog spoja čini ih upotrebljivima u različitim okruženjima.
Prepoznati termoelement najbolje odgovara vašem području primjene i proračunu, bitno je razumjeti kako funkcionira i razlikovati njegove tipologije.
Što je termoelement?
Termopar je jedna od dvije glavne vrste najčešći temperaturni senzori.
- Termopar vam omogućuje mjerenje temperature izračunavanjem razlike napona između dvije točke. Ovo je sustav koji se temelji na termoelektričnom principu.
- Druga kategorija, senzor temperature termistora, koristi termootporni princip. Ovdje je varijacija u otpornosti materijala koji se koristi za izračunavanje temperaturne razlike. Materijali u pitanju su metalni oksidi, prešani i inkapsulirani.
Kako radi termoelement
Termopar ili termoelektrični par sastoji se od dvije vodljive metalne žice drugačiji. Žice su spojene s dvije vrste lema, vruća točka i hladna točka. Naziva se i referentnim spojem. Une stvara se električni napon, kada vrući spoj ima promjenu temperature. Zatim ćemo izmjeriti razliku u električnom potencijalu između vrućeg i hladnog spoja kako bismo izmjerili temperaturu. To je ono što mi zovemo Seebeckov termoelektrični efekt, nazvan po njemačkom fizičaru Thomasu Johannu Seebecku koji je teoretizirao ovaj fenomen 1821. godine.
Voltmetar vam omogućuje mjerenjenapon generiran u vodljivim metalnim žicama kao funkcija varijacije temperature. Izračunavamo razlika potencijala (elektromotorna sila) između toplog i hladnog spoja. poslije, pretvoreni transmiter temperature ovaj podatak u stupnjevima Celzijusa. Pretvorba napona u temperaturu vrši se pomoću referentnu tablicu a ovisi o vrstama metala koji čine termoelement. Doista, termoelektrična osjetljivost svakog metala je različita. A de Seebeckov koeficijent je dodijeljen svakom materijalu na temelju ove osjetljivosti.
Održavanje temperature referentnog spoja
Da bi sonda termoelementa dala informacije visoke preciznosti, hladni spoj mora biti na stabilnu ili mjerljivu temperaturu. Trebali biste znati da je ovaj referentni spoj u stvarnosti općenito sastavljen od dva različita zavara. Ono postoji nekoliko metoda kompenzacije hladnog spoja, posebno se koristi kada temperatura okoline može varirati. Kupka s ledenom vodom je jednostavna metoda koja vam omogućuje održavanje zavara na 0°C. U praksi je vrlo koristan u laboratoriju, ali može biti složen za implementaciju u industrijskom okruženju. Također je moguće koristiti drugi mjerni instrument koji vrši kontrolu temperature referentne točke. Budući da se mjerne tablice općenito temelje na temperaturi hladnog spoja od 0°C, potrebno je izvršiti izračun uzimajući u obzir izmjerenu temperaturu.
Kada udaljenost između mjernog mjesta i uređaja mjerenje je veliko, možda će biti potrebno dodati produžetak. Materijal ovog kabela mora biti od kalibracija identična tipu termoelementa kako biste izbjegli lažna mjerenja. Jedno od rješenja je izravno korištenje istog materijala, što može biti skupo, pa je a Produžni kabel. Također je moguće koristiti a kompenzacijski kabel, napravljen od različitih metala od termoelementa.
Vrste standardiziranih termoparova
Dizajn senzora termoparova izrađen je od svih vrsta metala. Ali uglavnom se koristi 8 vrsta termoelemenata. Ovo su tipovi termoparova obuhvaćeni europski standard IEC 60584.1. Ova norma navodi termoparove označavajući ih slovom i nazivom u kojem je pozitivni element prvi.
Najčešće korišteni tipovi termoparova
- Vrsta K (Chromel (legura nikal-krom) / Alumel (legura nikal-aluminij)) je najrašireniji termopar u industriji. Pokriva širok raspon mjerenja temperature, od -200 do 1200°C. Cijena mu je niska, a osjetljivost mu je oko 41uV/°C.
- Termopar tip J (željezo/konstantan (legura bakra i nikla)) je koristan u redukcijskom okruženju. Mjeri temperaturu u rasponu od -40 do 750°C. Ne smije se koristiti iznad 760°C jer bi to moglo uzrokovati magnetsku transformaciju koja dovodi do trajne dekalibracije. Prisutnost željeza čini ga osjetljivim na oksidaciju, često se nudi s plaštom od nehrđajućeg čelika.
- The tip T (Bakar / Konstantan (legura bakra i nikla)) uglavnom se koristi u laboratoriju u rasponu od -185 do 300°C. Vrlo je stabilan na mjerenjima niske temperature i kriogenim uvjetima.
- Tip E (kromel (legura nikla i kroma) / konstantan (legura bakra i nikla)) pogodan za mjerenje temperature između -40 i 800°C. Preporuča se koristiti u vakuumu, inertnom plinu, umjereno oksidirajućem ili redukcijskom okruženju.
Vrste termoparova rezerviranih za visoke temperature
- The tip N (Nikrosil (legura nikal-krom-silicijum) / Nisil (legura nikal-silicij)) koristi od visoke stabilnosti i otpornosti na oksidaciju. Koristi se za mjerenje visokih temperatura, do preko 1280°C u kratkim razdobljima. Ima prednost što je dostupan po nižoj cijeni od drugih vrsta termoparova za visoke temperature, B, R ili S, koji sadrže platinu.
- THE vrste S (Platinum Rhodium Plated 10% / Platina) i R (Platinum Rhodium Plated 13% / Platina) imaju slične karakteristike. Koriste se za mjerenje visokih temperatura, odnosno iznad 1000°C do 1600°C. Zbog svoje visoke stabilnosti, tip S se koristi kao standard za talište zlata (1064,43°C).
- Termopar tip B (platinasto presvučeno rodijom 30% / platinasto presvučeno rodijem 6%) dizajniran je za mjerenje temperature do 1600 °C kontinuirano i 1800 °C vršno.
Izbor a senzor temperature nije ograničen na vrstu termoelementa, ostali elementi koji ga čine također moraju najbolje zadovoljiti vaše potrebe. Savjetnici Thermometre.fr dostupni su vam za savjet o vrsti sonde koja vam je potrebna. Također zajedno s vama dizajniraju sondu po mjeri koja najbolje odgovara vašoj primjeni.
Idite dalje na termoparove
Da bismo išli dalje na temu termoparova, također preporučujemo ove članke:
