Temperatūros matavimas

Termoelementai - apžvalga

Termoelementai yra nepakeičiami pramoniniuose procesuose ir tinka plačiam temperatūros diapazonui. Jie būna įvairių tipų ir dažniausiai naudojami aukštoje temperatūroje arba pramoninėse krosnyse. Sužinokite daugiau apie karščiui atsparų temperatūros jutiklį!

Turinys

Kas yra termoporos?

Termoelementai yra pagrįsti lyginamojo matavimo principu ir sudaryti iš dviejų skirtingų medžiagų metalinių laidininkų, kurie yra suvirinti antgalyje. Priklausomai nuo medžiagos suporavimo, jie turi skirtingo lygio termoelektrinę įtampą ir tinka skirtingiems temperatūros intervalams. Dažniausiai naudojami K tipo ir J tipo termoelementai.

Kaip sukonstruota termoporos konstrukcija?

Įprastai termopora yra sudaryta iš dviejų medžiagų, kurių skersmuo svyruoja nuo 0,2 iki 5 mm. Naudojant tauriąsias medžiagas, pavyzdžiui, rodį ar platiną, šie matmenys svyruoja nuo 0,1 iki 0,5 mm. Renkantis termoelemento medžiagą, reikia atkreipti dėmesį į tai, kad ji turėtų aukštą Seebecko koeficientą ir kad temperatūra kuo mažiau paveiktų jo vertę, kad būtų pasiekta tiesinė charakteristika. Tinkama termoporos medžiaga parenkama atsižvelgiant į matuojamos temperatūros diapazoną.

Zondo korpusą veikia labai aukšta temperatūra, todėl būtina naudoti įvairių rūšių plieną. Esant aukščiausioms temperatūroms, termoporos apsauginis vamzdelis gaminamas iš karščiui atsparaus plieno arba keraminių medžiagų. Termovamzdis turi būti atsparus korozijai, šiluminiam smūgiui ir mechaniniams pažeidimams. Pageidautina savybė, apsauganti nuo termoporos korozijos, yra nepralaidumas dujoms, kurios gali labai pagreitinti termoporos senėjimo procesą. Taip pat yra konstrukcijų be dangtelio, kurios naudojamos siekiant sumažinti dinamines paklaidas. Specialiems matavimams, pavyzdžiui, skystų metalų, stiklo ar skysto plieno temperatūrai matuoti, naudojamos labai specializuotos konstrukcijos termoporos.

Kokiomis savybėmis turi pasižymėti termoporos?

Termoporos turi būti atsparios korozijai, šiluminiam smūgiui ir mechaniniams pažeidimams. Pageidautina savybė, apsauganti termoporos nuo korozijos, yra nepralaidumas dujoms, kurios gali labai pagreitinti termoporos senėjimo procesą. Siekiant sumažinti dinamines paklaidas, galima naudoti konstrukcijas be dangtelio.

Be to, renkantis termoelemento medžiagą, reikėtų pasirūpinti, kad ji turėtų aukštą Seebecko koeficientą ir kad temperatūra kuo mažiau paveiktų jo vertę, kad būtų pasiekta tiesinė charakteristika.

Kuo skiriasi termoporos ir varžiniai termometrai?

Skirtingai nei varžinį termometrą, termoelementą galima naudoti daug didesniame temperatūrų diapazone. Be to, termoporos yra tvirtesnės ir atsparesnės mechaniniam poveikiui.

Termoelementų įsigijimas

Mūsų termoelementai

Vandeniui, alyvai arba orui

Daugiau

Kokių metalų deriniai gali būti naudojami termoelementams?

Iš daugybės galimų metalų derinių buvo atrinkti tam tikri deriniai ir standartizuotos jų savybės, ypač įtampos serijos ir leistini ribiniai nuokrypiai. Toliau išvardyti elementai yra standartizuoti visame pasaulyje (IEC), taip pat Europoje arba nacionaliniu mastu, atsižvelgiant į termoelektrinę įtampą ir jos leistinąjį nuokrypį.

Termoelementų spalvinis kodavimas

Element		Maximum temperature	Defined until	Plus leg	Minus leg
Fe-CuNi	„J“	750°C	1200°C	black	white
Ce-CuNi	„T“	350°C	400°C	brown	white
NiCr-Ni	„K“	1200°C	1370°C	green	white
NiCr-CuNi	„E“	900°C	1000°C	purple	white
NiCrSi-NiSi	„N“	1200°C	1300°C	pink	white
Pt10Rh-Pt	„S“	1600°C	1540°C	orange	white
Pt13Rh-Pt	„R“	1600°C	1760°C	orange	white
Pt30Rh-Pt6Rh	„B“	1700°C	1820°C	gray	white
Thermocouples according to DIN EN 60 584

Element		Maximum temperature	Defined until	Plus leg	Minus leg
Fe-CuNi	„L“	700°C	900°C	red	blue
Ce-CuNi	„U“	400°C	600°C	red	brown
Thermocouples according to DIN 43 710

Kompensacinių kabelių spalvinis kodavimas

Element	Type	Mantle	Plus leg	Minus leg
Cu-CuNi	„T“	brown	brown	white
Fe-CuNi	„J“	black	black	white
NiCr-Ni	„K“	green	green	white
NiCrSi-NiSi	„N“	pink	pink	white
NiCr-CuNi	„E“	purple	purple	white
Pt10Rh-Pt	„S“	orange	orange	white
Pt13Rh-Pt	„R“	orange	orange	white
Colour coding for elements according to DIN EN 60 584

Element	Type	Mantle	Plus leg	Minus leg
Fe-CuNi	„L“	blue	red	blue
Ce-CuNi	„U“	brown	red	brown
Colour coding for elements according to DIN 43 713

Element	Type	Mantle	Plus leg	Minus leg
NiCr-Ni	„K“	green	red	green
Pt10Rh-Pt	„S“	white	red	white
Pt13Rh-Pt	„R“	white	red	white
Colour coding for elements according to DIN 43 714, Status 1979

Įvairių termoelementų įtampos 0 °C atskaitos temperatūros atžvilgiu pagal DIN EN 60584

Kaip veikia termopora?

Termoelementų veikimo principas - tai vadinamojo Sebeko efekto rezultatas. Šį reiškinį galima paaiškinti laisvųjų elektronų teorija, pagal kurią skirtingų tipų laidininkai pasižymi skirtingu laisvųjų elektronų tankiu. Dviejų skirtingų laidininkų, sudarančių termoporą, sąlyčio taške elektronai pereina iš vieno laidininko į kitą. Iš didesnio tankio laidininko į mažesnio tankio laidininką pereis daugiau elektronų. Elektronų migracijos intensyvumas priklauso nuo dviejų laidininkų sąlyčio taško temperatūros, jis taip pat tuo didesnis, kuo aukštesnė temperatūra. Elektromotorinę jėgą, susidarančią termoporos grandinėje, sudarytoje iš dviejų skirtingų laidininkų, kurių galai yra skirtingose temperatūrose, nusako formulė:

V=(S-SA)⋅(T2-T1)

Susidariusi elektromagnetinė jėga yra nuo kelių iki keliolikos mikrovoltų vienam Celsijaus laipsniui.

Matavimo grandinės termoporos pavyzdys

Kaip pasirinkti tinkamą termoporą?

Termoporos tipo pasirinkimas pirmiausia priklauso nuo darbinės temperatūros. Be to, reikia pasirinkti didelės termoelektrinės įtampos elementą, kad matavimo signalas būtų kuo mažiau jautrus trukdžiams. Toliau pateiktoje lentelėje: Termoelementų savybės išvardyti skirtingi elementai ir pateikta trumpa jų charakteristika. Rekomenduojamos didžiausios temperatūros gali būti laikomos tik pagrindinėmis vertėmis, nes jos labai priklauso nuo taikymo sąlygų. Jos nurodomos, kai pagrindo vielos skersmuo yra 3 mm, o tauriųjų elementų - 0,5 mm.

Cu-CuNi	350°C	Little spread.
Fe-CuNi	700°C	Widely used, inexpensive, susceptible to corrosion.
NiCr-CuNi	700°C	Low spread, high thermoelectric voltage.
NiCr-Ni	1000°C	Often used in the range 800 - 1000°C, also suitable for the lower temperature range.
NiCrSi-NiSi	1300°C	(Still) little widespread. Can partially replace noble elements.
Pt10Rh-Pt	1500°C (1300°C)	High costs, very good long-term consistency, closely tolerated.
Pt30Rh-Pt6Rh	1700°C	High costs, lowest thermovoltage, high maximum temperature.

Kaip prijungti termoporą?

Termoelemento arba kompensacinio kabelio ilgis yra antraeilis dalykas dėl mažos vidinės varžos. Tačiau ilgesnių kabelių su mažu skerspjūviu atveju termoporos arba kompensacinio kabelio varža gali įgyti palyginti dideles vertes. Kad būtų išvengta rodymo klaidų, pavaldžiųjų prietaisų įvesties grandinės vidinė varža turi būti bent 1000 kartų didesnė už prijungtos termoporos varžą. Galima naudoti tik kompensacinius kabelius, pagamintus iš tos pačios medžiagos kaip ir pats elementas arba pasižyminčius tomis pačiomis termoelektrinėmis savybėmis, priešingu atveju sandūroje bus sukurtas naujas elementas. Kompensacinis kabelis turi būti nutiestas iki etaloninės sandūros. Jungiant termoelementus, būtina laikytis poliškumo.

Ką daryti įvykus trumpajam jungimui ar pertrūkiui?

Termoelementas neteikia įtampos, jei matavimo temperatūra lygi etaloninės sandūros temperatūrai. Jei termoporos arba kompensacinio kabelio trumpojo jungimo metu įvyksta trumpasis jungimas, naujas matavimo taškas sukuriamas trumpojo jungimo vietoje. Jei toks trumpasis jungimas įvyksta, pavyzdžiui, jungiamojoje galvutėje, rodoma nebe tikrojo matavimo taško, o jungiamosios galvutės temperatūra.

Kokio ilgio termoporas galima įsigyti?

Priklausomai nuo tipo ir konstrukcijos, siūlome platų termoporos ilgių asortimentą: Įsukamas (160-600 mm), įsukamas su B tipo galvute (100-960 mm) ir A tipo (180-1400 mm, 100 mm žingsniu). Termoporos su apvalkalu gali būti nuo 50 mm iki 50 000 mm, kas 50 mm, o jų ilgis gali būti pritaikytas pagal taikymo poreikius. Be to, siūlomi specializuoti sprendimai, pavyzdžiui, termoporos su bajonetine jungtimi arba garams atsparios konstrukcijos, kurių ilgis ir skersmuo gali būti įvairūs.

Apibendrinant, turime termoporos jutiklių, kurių ilgis yra nuo 20 mm iki net 50 000 mm, su įvairiomis konfigūracijos galimybėmis, priklausomai nuo taikymo tipo ir poreikių.

Ar JUMO termoporos siūlomos tik standartinio ilgio, ar galima užsisakyti ir nestandartinio ilgio?

JUMO termoporos tiekiamos tiek standartinių ilgių gradacijomis (pvz., 50 arba 100 mm žingsniais), kurių panardinimo ilgiai gali būti nuo 50 mm iki 50 000 mm, tiek gali būti pritaikytos pagal užsakymą, kad atitiktų konkrečius taikymo reikalavimus.

Mūsų paslaugos jums

Termoelementai

Peržiūrėkite mūsų gaminių asortimentą

Konfigūruokite dabar!

Inžinerija

Individualiai pritaikytas ir individualus

Gaukite patarimų dabar!