Termoparianturit ovat osa lämpötila-antureita, joita käytetään monilla ammattialoilla. Se on tekniikka, joka on sekä helppokäyttöinen että taloudellinen. Se tarjoaa myös lyhyen vasteajan lämpövaihteluihin. Erityyppiset termoparit kattavat enemmän tai vähemmän laajennetut lämpötila-alueet vaihtelevalla tarkkuudella. Niiden risteyksen valinta ja kylmäliitoskompensointijärjestelmä tekevät niistä käyttökelpoisia erilaisissa ympäristöissä.
Tunnistaa termopari sovellusalaasi ja budjettiisi parhaiten soveltuvan, on tärkeää ymmärtää, miten se toimii ja erottaa sen typologiat.
Mikä on termopari?
Termopari on yksi kahdesta päätyypistä yleisimmät lämpötila-anturit.
- Termoparin avulla voit mitata lämpötilaa laskemalla kahden pisteen välinen jännite-ero. Tämä järjestelmä perustuu lämpösähköiseen periaatteeseen.
- Toinen luokka, termistorin lämpötila-anturi, käyttää lämpöresistiivistä periaatetta. Se on täällä materiaalien kestävyyden vaihtelu jota käytetään lämpötilaeron laskemiseen. Kyseiset materiaalit ovat metallioksideja, puristettuja ja kapseloituja.
Kuinka termopari toimii
Termopari tai lämpösähköinen pari koostuu kaksi johtavaa metallilankaa eri. Johdot on kytketty kahdentyyppisellä juotteella, kuuma ja kylmä kohta. Kutsutaan myös referenssiliitokseksi. SISÄÄNsähköjännitettä ei synny, kun kuuman liitoksen lämpötila muuttuu. Sen jälkeen mitataan sähköpotentiaalin ero kuuman ja kylmän liitoksen välillä lämpötilan mittaamiseksi. Tämä on mitä me kutsumme Seebeckin termosähköinen efekti, nimetty saksalaisen fyysikon Thomas Johann Seebeckin mukaan, joka teoristi tämän ilmiön vuonna 1821.
Volttimittarilla voit mitatajohtavissa metallilangoissa syntyvä jännite lämpötilan vaihtelun funktiona. Laskemme potentiaaliero (sähkövoima) kuuman ja kylmän liitoksen välillä. Jälkeenpäin muunnettu lämpötilalähetin nämä tiedot Celsius-asteina. Jännitteen muuntaminen lämpötilaksi tapahtuu käyttämällä viitetaulukko ja riippuu termoparin muodostavista metallityypeistä. Itse asiassa kunkin metallin lämpösähköinen herkkyys on erilainen. A kerroin de Seebeck jokaiselle materiaalille määritettiin tämän herkkyyden perusteella.
Referenssiliitoksen lämpötilan ylläpitäminen
Jotta termoelementin anturi tarjoaa erittäin tarkkoja tietoja, kylmäliitoksen on oltava kohdassa vakaa tai mitattavissa oleva lämpötila. Sinun pitäisi tietää, että tämä vertailuliitos koostuu todellisuudessa yleensä kahdesta eri hitsistä. Se on olemassa useita menetelmiä kylmän liitoksen kompensoimiseksi, käytetään erityisesti silloin, kun ympäristön lämpötila saattaa vaihdella. Jäävesikylpy on yksinkertainen menetelmä, jonka avulla voit pitää hitsin 0 °C:ssa. Käytännössä se on laajalti hyödyllinen laboratoriossa, mutta voi olla monimutkaista toteuttaa teollisuusympäristössä. On myös mahdollista käyttää toinen mittauslaite joka suorittaa viitepisteen lämpötilan säädön. Koska mittaustaulukot laaditaan yleensä 0°C:n kylmän liitoslämpötilan perusteella, on tällöin suoritettava laskenta ottaen huomioon mitattu lämpötila.
Kun mittauspisteen ja laitteen välinen etäisyys mitta on suuri, voi olla tarpeen lisätä laajennus. Tämän kaapelin materiaalin tulee olla kalibrointi on identtinen termoparityypin kanssa väärien mittausten välttämiseksi. Yksi ratkaisu on käyttää samaa materiaalia suoraan, mikä voi olla kallista, joten se on a jatkojohto. On myös mahdollista käyttää a kompensointikaapeli, valmistettu eri metalleista kuin termopari.
Standardoitujen termoparien tyypit
Termoparianturien rakenne on valmistettu kaikenlaisista metalleista. Mutta pääasiassa käytetään 8 tyyppistä lämpöparia. Nämä ovat termoparien tyyppejä eurooppalainen standardi IEC 60584.1. Tämä standardi luettelee termoparit merkitsemällä ne kirjaimella ja nimellä, jossa positiivinen elementti on ensimmäinen.
Eniten käytetyt lämpöparityypit
- Tyyppi K (Kromi (nikkeli-kromiseos) / Alumel (nikkeli-alumiiniseos)) on alan yleisimmin käytetty termopari. Se kattaa laajan lämpötilan mittausalueen -200 - 1200°C. Sen hinta on edullinen ja sen herkkyys on noin 41uV/°C.
- Termopari tyyppi J (rauta / konstantaani (kupari-nikkeliseos)) on hyödyllinen vähentävässä ympäristössä. Se mittaa lämpötilaa alueella -40 - 750 °C. Sitä ei saa käyttää yli 760 °C:ssa, koska se voi aiheuttaa magneettisen muutoksen, joka johtaa pysyvään dekalibroitumiseen. Raudan läsnäolo tekee siitä herkän hapettumiselle, sitä tarjotaan usein ruostumattomasta teräksestä valmistetun vaipan kanssa.
- The tyyppi T (Kupari / konstantaani (kupari-nikkeliseos)) Sitä käytetään pääasiassa laboratoriossa -185 - 300 °C:ssa. Se on erittäin vakaa alhaisissa lämpötiloissa ja kryogeenisissä mittauksissa.
- Tyyppi E (kromi (nikkeli-kromiseos) / Constantan (kupari-nikkeliseos)) sopii lämpötilamittauksiin -40 - 800 °C. Sitä suositellaan käytettäväksi tyhjiössä, inertissä kaasussa, kohtalaisen hapettavassa tai pelkistävässä ympäristössä.
Termoparien tyypit, jotka on varattu korkeille lämpötiloille
- The tyyppi N (Nicrosil (nikkeli-kromi-pii-seos) / Nisil (nikkeli-pii-seos)) hyötyy korkeasta stabiilisuudesta ja hapettumisenkestävyydestä. Sitä käytetään korkeiden lämpötilojen mittaamiseen, jopa yli 1280 °C:een lyhyinä ajanjaksoina. Sen etuna on, että se on saatavilla halvemmalla kuin muut korkean lämpötilan lämpöparit, B, R tai S, jotka sisältävät platinaa.
- THE tyypit S (platina rodiumpinnoitettu 10 % / platina) ja R (platina rodiumpinnoitettu 13 % / platina) on samanlaisia ominaisuuksia. Niitä käytetään korkeiden lämpötilojen mittaamiseen, toisin sanoen yli 1000°C ja aina 1600°C asti. Korkean stabiilisuutensa ansiosta tyyppiä S käytetään kullan sulamispisteen (1064,43 °C) standardina.
- Termopari tyyppi B (platina rodiumilla päällystetty 30 % / platina rodiumilla päällystetty 6 %) on suunniteltu jatkuvaan lämpötilan mittaukseen 1600 °C asti ja 1800 °C huippuun asti.
Valinta a lämpösensori ei rajoitu termoparin tyyppiin, vaan myös muiden sen muodostavien elementtien on vastattava parhaiten tarpeitasi. Thermometre.fr-neuvojat ovat käytettävissäsi neuvomaan sinua tarvitsemasi anturin tyypissä. He myös suunnittelevat kanssasi räätälöidyn anturin, joka sopii parhaiten sovellukseesi.
Mene pidemmälle termopareista
Jos haluat mennä pidemmälle termopareista, suosittelemme myös näitä artikkeleita:
