Сензорът за температура с термодвойка дължи успеха си на голямата си гъвкавост. Тя ви позволява да създавате термични сонди, подходящи за много области на приложение. Работата на термодвойката се основава на явление, наречено термоелектричен ефект на Seebeck, теоретизирано от физика със същото име. Температурата се извежда от нивото на електрическо напрежение, генерирано от промяната на температурата в термодвойката. Но какъв точно е работният механизъм на термодвойките? Ето някои ключове, за да разберете по-добре тайните на температурната сонда и да ви помогнем да изберете този, който отговаря на вашите нужди.
Работата на термодвойките се основава на термоелектрическо напрежение
Термодвойка е сензор за различни области (индустрия, химия, хранително-вкусова промишленост и т.н.) и в различни среди за измерване на температура. Съдържа два проводими метални проводника или жици от метална сплав от различни видове.
Принципът на работа на термодвойките
Тези проводници са свързани с два вида спойка, горещата точка и студената точка. Горещата точка е по посока на средата, чиято температура искаме да измерим. Горещото заваряване често има защита чрез метална обвивка. За да се предотврати разграждането му от средата, в която се намира. Студената точка трябва да остане при известна температура. По време на измерване на температурата студеният възел може да се поддържа при точна температура чрез хладилен механизъм. Възможно е също да се измери неговата температура и след това да се извърши диференциално изчисление.
Когато горещата точка на термодвойката е изложена на топлина или студ, електронната плътност на всяка метална жица се променя. Температурните промени предизвикват динамизиране на електроните, след което те ще се преместят към по-студената страна на проводимите проводници. Използваме измервателно оборудване, за да оценим тази електродвижеща сила. Той измерва тока, влизащ в кутията на записващото устройство в краищата на всеки от двата проводника. Някои устройства показват напрежението, други показват температурата, изчислена според спецификата на термодвойката.
Предпазни мерки, които трябва да се вземат за оптимално функциониране на термодвойките
Ако двата метални проводника са заварени и не са преплетени например, това е, за да се гарантира, че контактът се поддържа въпреки външни условия като вибрации. Има няколко техники за свързване: спояване с калай, сребро, електрическо запояване и др. Заваряването не трябва да се извършва при твърде висока температура, за да не се променят легираните проводници, което би променило функционирането на термодвойката.
Тъй като е много слаб, може да се случи, че електрическите смущения нарушат сигнала на термодвойката. Шумен двигател, разположен близо до температурната сонда, също може да попречи на работата на термодвойката и по този начин да изкриви резултатите. След това може да се наложи да го калибрирате отново.
От съществено значение е да използвате правилния тип термодвойка и подходяща обвивка за средата, която ще се измерва. Феномен на декалибриране може да възникне, когато външни елементи, като например твърде висока температура, предизвикат дифузия на метални частици в металите на термодвойката. Грешното калибриране може да дойде и от износване на изолационната обвивка, което води до контакт между двата проводника.
Как да изберете вашата термодвойка?
Изборът на термодвойки зависи от обхвата на измерване на температурата в градуси по Целзий на измерваната среда и очакваното време за реакция.
Целевият температурен диапазон и време за реакция
На теория, всички видове метални сплави могат да бъдат комбинирани за образуване на термодвойка. Въпреки това, основно се използват 8 вида термодвойки. Те са предмет на европейски стандарт и се появяват в класификация според комбинациите от метали, които ги съставят. Типовете J, K, T и E са най-разпространени, благодарение на умерената си цена и множество приложения. Те позволяват измерване на високи температури. Термодвойките от типове R, S и B се използват за измерване на много високи температури. Съдържат благородни метали, оттук и по-висока изкупна цена.
За да избегнете грешни резултати, от съществено значение е да използвате правилния тип термодвойка според приложението. Наистина, всеки от тези типове има свои собствени характеристики, като например обхват на измерване на температурата , предлагащ оптимална работа на термодвойка. За да получим възможно най-прецизните данни, ние съпоставихме температурния диапазон за измерване с оптималния диапазон от типа термодвойка. Определени метали, предлагащи особена устойчивост, трябва да се използват за специфични среди (киселинни, основни, високо налягане и т.н.).
Времето за реакция варира в зависимост от вида на съединението в края на термодвойката. В случай на открито съединение, съединението не е в защитната обвивка. Тъй като контактът с околната среда е директен, времето за реакция е бързо.
Съвместимост с домейна на приложението
Когато избирате сензор за измервателна сонда, трябва първо да дефинирате променливите, които искате да измервате. Например, имате възможност да изберете сензор за влажност и температура. Можете да изберете програмируем предавател, за да конфигурирате желаните параметри.
За да изберете електронна сонда, за предпочитане е да изберете измервателно устройство , което е лесно за работа от потребителите и адаптирано към околната среда. Например изключването на LCD екраните на сензорите при външна температура от 70°C е препоръка. За да следите температурата контактно и дистанционно, можете да изберете устройство, което комбинира инфрачервен термометър и термодвойка.
Сред най-използваните сензори има и термистори. Тези сензори работят на принцип, близък до този на термодвойката , тъй като те реагират на промените в температурата, като променят своето съпротивление . Термисторите са или NTC (отрицателен температурен коефициент), или PTC (положителен температурен коефициент). Тези два вида термистори зависят от материалите, от които са направени.
Продължете с термодвойките
За да продължим по темата за термодвойките, ние също препоръчваме тези статии:
- Категория сонди за термодвойки
- Какви са различните видове 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
- Термодвойки
