Сензорите с термодвойки са част от състава на температурните сонди, използвани в много професионални сектори. Това е технология, която е едновременно лесна за използване и икономична. Освен това предлага кратко време за реакция при температурни промени. Различните видове термодвойки покриват повече или по-малко разширени температурни диапазони с различна точност. Изборът на тяхното кръстовище и тяхната система за компенсация на студения кръстовище ги прави приложими в различни среди.
За да идентифицирате термодвойката, която е най-подходяща за вашата област на приложение и вашия бюджет, важно е да разберете как работи и да разграничите нейните типологии.
Какво е термодвойка?
Термодвойката е един от двата най-често срещани типа температурни сензори.
- Термодвойката прави възможно измерването на температурата чрез изчисляване на разликата в напрежението между две точки. Това е система, базирана на термоелектрически принцип.
- Втората категория, термисторен температурен сензор, използва термосъпротивителен принцип. Това е вариацията в съпротивлението на материалите, която се използва за изчисляване на температурната разлика. Въпросните материали са метални оксиди, пресовани и капсуловани.
Как работи термодвойката
Термодвойка или термоелектрическа двойка се състои от две жици, направени от различни проводящи метали. Проводниците са свързани с два вида спойка, гореща точка и студена точка. Нарича се още референтна връзка. Uсе създава електрическо напрежение, когато горещата връзка има промяна в температурата. След това ще измерим разликата в електрическия потенциал между горещия и студения преход, за да измерим температурата. Това е, което наричаме термоелектричен ефект на Зеебек, кръстен на немския физик Томас Йохан Зеебек, който теоретизира този феномен през 1821 г.
Волтметърът прави възможно измерването нанапрежението, генерирано в проводимите метални проводници, като функция от температурната промяна. Изчисляваме потенциалната разлика (електродвижеща сила) между горещия и студения преход. След това температурен предавател преобразува тези данни в градуси по Целзий. Преобразуването на напрежението в температура се извършва с помощта на референтна таблица и зависи от видовете метали, които изграждат термодвойката. Наистина, термоелектричната чувствителност на всеки метал е различна. Коефициент на Seebeck беше присвоен на всеки материал въз основа на тази чувствителност.
Поддържане на температурата на еталонното съединение
За да може сондата на термодвойката да предоставя информация с висока точност, студеният възел трябва да бъде при стабилна или измерима температура. Трябва да знаете, че това еталонно съединение в действителност обикновено се състои от две различни заварки. Има няколко метода за компенсиране на студения преход, използвани по-специално когато температурата на околната среда може да варира. Баня с ледена вода е прост метод, който позволява заварката да се поддържа при 0°C. На практика той е широко полезен в лабораторията, но може да бъде сложен за прилагане в индустриална среда. Възможно е също да се използва втори измервателен уред , който извършва температурен контрол на референтната точка. Тъй като таблиците за измерване обикновено се основават на температура на студен преход от 0°C, тогава трябва да се извърши изчисление, като се вземе предвид измерената температура.
Когато разстоянието между точката на измерване и измервателното устройство е голямо, може да е необходимо да се добави разширение. Материалът на този кабел трябва да бъде с идентично калибриране като типа на термодвойката , за да се избегнат грешни измервания. Едно решение е да използвате директно същия материал, което може да бъде скъпо, тогава това е удължителен кабел. Също така е възможно да се използва компенсационен кабел, направен от метали, различни от тези на термодвойката.
Видове стандартизирани термодвойки
Конструкцията на сензорите с термодвойки е направена от всички видове метали. Но основно се използват 8 вида термодвойки. Това са типовете термодвойки, обхванати от европейския стандарт IEC 60584.1. Този стандарт изброява термодвойките, като ги обозначава с буква и име, в което положителният елемент е първи.
Най-използваните видове термодвойки
- Тип K (Chromel (никел-хромова сплав) / Alumel (никел-алуминиева сплав)) е най-широко използваната термодвойка в индустрията. Покрива широк диапазон на измерване на температура от -200 до 1200°C. Цената му е евтина, а чувствителността му е около 41uV/°C.
- Термодвойка тип J (желязо/константан (медно-никелова сплав)) е полезна в редуцираща среда. Измерва температура в диапазон от -40 до 750°C. Не трябва да се използва над 760°C, тъй като това може да причини магнитна трансформация, водеща до постоянно декалибриране. Наличието на желязо го прави чувствителен към окисление, често се предлага с обвивка от неръждаема стомана.
- тип T (мед / константан (медно-никелова сплав)) се използва главно в лабораторията в диапазон от -185 до 300°C. Той е много стабилен при ниски температурни измервания и криогенни процеси.
- Тип E (хромел (никел-хромова сплав) / константан (медно-никелова сплав)) е подходящ за температурни измервания между -40 и 800 °C. Препоръчва се за използване във вакуум, инертен газ, умерено окислителна или редуцираща среда.
Видове термодвойки, запазени за високи температури
- Тип N (Nicrosil (никел-хром-силиконова сплав) / Nisil (никел-силициева сплав)) се възползва от висока стабилност и устойчивост на окисление. Използва се за измерване на високи температури, до над 1280°C за кратки периоди. Има предимството да се предлага на по-ниска цена от други видове термодвойки за високи температури, B, R или S, които съдържат платина.
- Типовете S (платинено родиево покритие 10% / платина) и R (платинено родиево покритие 13% / платина) имат подобни характеристики. Те се използват за измерване на високи температури, тоест над 1000°C и до 1600°C. Поради високата си стабилност тип S се използва като стандарт за точката на топене на златото (1064,43 °C).
- Термодвойка тип B (с платинено родиево покритие 30% / платинено родиево покритие 6%) е предназначена за измерване на температура до 1600°C непрекъснато и 1800°C пиково.
Изборът на температурна сонда не се ограничава до типа термодвойка, другите елементи, които я съставляват, също трябва най-добре да отговарят на вашите нужди. Съветници за термометри.fr са на разположение, за да ви посъветват за вида на сондата, от която се нуждаете. Те също така проектират с вас специално изработената сонда, която най-добре отговаря на вашето приложение.
Продължете с термодвойките
За да продължим по темата за термодвойките, ние също препоръчваме тези статии:
- Категория сонди за термодвойки
- Калибриране на термодвойка
- Как измерваме температурата с помощта на термодвойка?
- Време за реакция на термодвойки по тип
- Криви на термодвойките по тип
- Как да тествам термодвойка?
- Диапазон на измерване на термодвойка
- Таблица за преобразуване на термодвойка
- Как работи термодвойката?
- Термодвойки
