Термопара - высокотемпературный датчик!

Термопа́ра ( преобразователь, датчик температуры) — это средство измерения температуры (прибор), преобразующий измеряемую температуру в сигнал (НСХ) для последующей передачи, обработки или регистрации средствами автоматизации ТП. 

Термопар - старейший и  наиболее распространенный в промышленности температурный датчик. Термопары широко применяют для измерения температуры жидких, газообразных сред и твердых тел в автоматизированных системах управления и контроля. Широко используются  в промышленности, в сельском, лесном и рыбном хозяйстве, строительстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, науке, на транспорте и в связи. Термопары также применяются и в металлургической промышленности, т.к. с их помощью можно контролировать температуры и различные химические процессы в ходе изготовления и выплавки стали.

Необходимо отметить, что термопары используются только для определения разницы температур, а не для определения абсолютной температуры. В отличие от других термодатчиков, температурный коэффициент термопары находится в прямой зависимости от материала, из которого изготовлены электроды прибора. Конструкция термопары никак не влияет  на тепловой коэффициент. Это очень удобно, т.к. одна термопара может быть заменена другой без дополнительной подстройки.

Термопара состоит из двух спаянных на одном из концов проводников, изготовленных из разнородных металлов. Спаянный конец, или «рабочий спай», погружается в измеряемую среду, а свободные концы («холодный спай») термопары подключаются к входу вторичного прибора (измерителя-регулятора температуры). Принцип действия термопар основан на термоэлектрическом эффекте: при разности температур «рабочего» («горячего») и «холодного спаев» в цепи  термопары и при наличии градиента температур между спаями начинает вырабатываться термо-ЭДС, которая воспринимается регистрирующими приборами как входной сигнал. Поскольку термо-ЭДС возникает  от разности температур двух спаев термопары, то для получения корректных показаний необходимо знать температуру «холодного спая», чтобы скомпенсировать эту разницу в дальнейших вычислениях.

В сочетании с электроизмерительным прибором (потенциометром, милливольтметром,и т. п.) термопара образует термоэлектрический термометр. Измерительный прибор подключают либо к концам термоэлектродов, либо в разрыв одного из них . При измерении температуры один из спаев осязательно термостатируется (обычно при 273 К).

В зависимости от конструкции и назначения различают термопары: погруженные и поверхностные; с обыкновенной,  влагонепроницаемой, взрывобезопасной или иной оболочкой (герметичной или негерметичной), а также без оболочки; обыкновенные, виброустойчивые и ударопрочные; стационарные и переносные и т. д.

Термопары обладают множеством достоинств, которые послужили широкому распространению их в различных областях: надежность конструкции,  дешевизна, удобство монтажа и возможность работать в широком диапазоне температур. Также к преимуществам термопар можно отнести малую инерционность, возможность измерения малых разностей температур. Термопреобразователь - это самый высокотемпературный из контактных датчиков. Термопары обеспечивают высокую точность  измерения температуры на уровне ±0,01°С , при измерении очень высоких температур (до 2200˚) и очень низких (от -50°С), а большой температурный диапазон измерения создает возможности для многопланового применения устройств.

По составу различают термопары из благородных и неблагородных металлов.

Наиболее точные термопары – с  термоэлектродами из благородных металлов: платинородий-платиновые ПП (тип S ( Pt-10%Rh / Pt) (тип R (Pt-13%Rh / Pt), платинородий-платинородиевые ПР (тип В (Pt-30%Rh / Pt-6%Rh)). Преимущество таких термопар в сравнении с  термопарами  из неблагородных металлов  - меньшая термоэлектрическая неоднородность, устойчивость к окислению, а значит и  высокая стабильность.

Существует следующие  виды термопар, которые служат для измерения температур из различных интервалов:

ТХА хромель-алюмель (К) - диапазон измеряемых температур -200 ÷ 1000 °C;

ТХК хромель-копель (L) - диапазон измеряемых температур -200 ÷ 800 °C;

ТХК хромель-константан (Е) - диапазон измеряемых температур -40 ÷ 900 °C;

железо-константан (J)- имеет практически линейную характеристику и высокую термо-ЭДС, служит для измерения низких температур: до -190 °C;

медь-константан (Т)- диапазон измеряемых температур -250 ÷ 300 °C;

железо-копель - диапазон измеряемых температур 0 ÷ 760 °C;

вольфрам-рений – служат для измерения высоких температур до 3000 °C;

 платина -родий (R,B,S)подходит для высокотемпературных измерений вплоть до 1600°C.

нихросил-нисиловые  (N) – выдерживают температуры свыше 1200°C

Общие рекомендации к применению : ниже нуля – тип Е, Т; комнатные температуры – тип К, Е, Т; до 300 °С – тип К; от 300 до 600°С – тип N; выше 600 °С – тип К или N.

дизайн
Компания Сансити