Termočlánok je teplotný snímač s mnohými aplikáciami používanými na kontaktné meranie teploty. Je jedným zo základných prvkov termočlánková teplotná sonda, meracie zariadenie, ktorého hlavnými prvkami sú snímač a zariadenie na čítanie údajov. Zvyčajne majú obrazovku z tekutých kryštálov. Často označovaný ako termostat, Termočlánok je jedným z najpoužívanejších snímačov. Vedľa infračerveného snímača a termistora, ktorého odpor závisí od teploty. Výhody termočlánku sú jeho robustnosť, prijateľná cena, rýchlosť reakcie. Ale aj jeho schopnosť merať v širokom rozsahu teplôt.
Ako funguje termočlánkový snímač?
Ako funguje termočlánok je založený na fenoméne nazývanom Seebeckov termoelektrický jav. Tento jav sa prejavuje tým výskyt elektrického napätia v otvorenom okruhu. Často sa skladá z dvoch vodivých materiálov rôzneho charakteru počas zmeny teploty. Premena napätia na teplotu sa vykonáva pomocou Seebeckovho koeficientu v závislosti od typu termočlánku. Opatrenia, ktoré je potrebné prijať pre optimálnu prevádzku termočlánkov, sú výber vhodného typu podľa aplikácie a typu spoja. Dôležité je tiež brať do úvahy elektromagnetické rušenie.
Meranie teploty pomocou termočlánku
Termočlánkový snímač obsahuje dva vodiče z rôznych vodivých kovov spojené spojom nazývaným hot spot. Studený bod pripojený k zariadeniu je druhý koniec. Keď je horúce miesto vystavené teplu alebo chladu, elektrónová hustota každého kovového drôtu je modifikovaná. Elektrický prúd, ktorý prechádza senzorom, vzniká vďaka teplotnému rozdielu, ktorý existuje medzi horúcim a studeným bodom. Pre meranie teploty pomocou termočlánku presne, musíte buď udržiavať bod chladu na 0 °C. Alebo implementujte to, čo nazývame kompenzácia studených spojov.
Termočlánok sa dodáva v rôznych typoch
Existuje niekoľko typov termočlánkov, ktoré ponúkajú rôzne rozsahy merania teploty a prispôsobia sa niekoľkým typom aplikácií. Výber z typ termočlánkovej sondy vhodné závisí od prostredia a rozpočtu prideleného na nákup. THE Používa sa hlavne 8 typov termočlánkových snímačov sú pokryté európskou normou IEC 60584.1. Niektoré typy obsahujú základné kovy, a preto sú lacné. Typy B, R a S sa vyrábajú z drahých kovov ako je platina, čo zvyšuje ich cenu.
Čo ovplyvňuje čas odozvy termočlánku?
The čas odozvy termočlánku sa líšia skôr podľa ich dizajnu než podľa typu. Charakteristiky, ktoré ovplyvňujú rýchlosť reakcie týchto senzorov, sú viaceré. Existuje ochrana sondy, spôsob spojenia alebo dokonca prepojovací kábel. Čím priamejší kontakt s prostredím, ktorého teplotu chceme merať, tým rýchlejšiu odozvu meracie sondy poskytujú. Termočlánok bez kovového puzdra alebo ochranného plášťa preto poskytuje rýchlu odozvu. Holé drôty môžu podliehať korózii v závislosti od ich materiálu a prostredia, preto je potrebné starostlivo zvoliť každú charakteristiku.
Konverzné tabuľky
Stôl resp termočlánková konverzná tabuľka je nástrojom pre previesť elektromotorickú silu (emf) na teplotu v stupňoch Celzia alebo Fahrenheita. Umožňuje tiež kalibráciu tepelnej sondy porovnaním získaného napätia s očakávanou teplotou. Čítať termočlánkové prevodné tabuľky, musíte poznať typ použitého termočlánku, pričom každý typ má svoj vlastný Seebeckov koeficient. Pri čítaní tabuľky porovnávame zaznamenaný potenciálny rozdiel s teplotou v stupňoch Celzia alebo Fahrenheita.
Termočlánkové krivky
Alternatívou k prezentovaniu pomeru napätie/teplota vo forme tabuľky je graf. Teplota je na vodorovnej osi a napätie na zvislej osi. Spojenie medzi nimi nie je lineárne, tvorí krivku. Každý typ termočlánku má odlišnú krivku čo umožňuje vizuálne oceniť variácie medzi týmito dvoma údajmi. Termočlánkové krivky, rovnako ako tabuľky, sú založené na napätí nameranom na snímači, keď je studený bod 0°C. Preto je potrebné tento zvar udržiavať v kúpeli s miešanou ľadovou vodou alebo vykonať kompenzáciu. Táto technika zahŕňa ponechanie studeného miesta pri izbovej teplote. Potom túto teplotu zmeriame a prevedieme na napätie, aby sme do konečného výpočtu pridali korekčný koeficient.
Rozsahy merania
Ak je termočlánok najbežnejším typom snímača v priemysle, je to z veľkej časti preto, že umožňuje merať široký rozsah teplôt. V závislosti od typu dokáže merať teploty od -200°C do 1800°C. Termočlánky schopné merať veľmi nízke teploty sú typy K, J, T a N. Pre vysoké teploty sa používajú typy N, S, R a B. Pre výber termočlánku vhodného pre konkrétnu aplikáciu, napr. teplotný rozsah, ktorý sa má merať, a rozsah merania typu termočlánku sa musia zhodovať.
Kalibrácia termočlánku
Ako hovoríme kalibrácia alebo kalibrácia termočlánku je postup pozostávajúci z skontrolujte, či napätie uvedené na voltmetri tepelnej sondy zodpovedá správnej teplote v prevodnej tabuľke. Na to musí byť merací bod pri teplote, ktorá je s istotou známa. Vykonané skúšky umožňujú overiť presnosť sondy v rôznych bodoch jej meracieho rozsahu. Ak výsledky naznačujú nesúlad medzi napätím a zodpovedajúcou teplotou v prevodnej tabuľke, pri použití snímača je potrebné pridať korekčný koeficient. Nesprávne hodnoty môžu znamenať poškodenie prvku sondy, ako je samotný snímač, konektor alebo záznamník.
Ako vykonať testy na termočlánku?
Testovanie je jedným zo základných krokov kalibrácie. Odporúča sa otestujte termočlánok keď sonda zažíva zmenu priradenia, pravidelne v závislosti od intenzity jej používania alebo v prípade podozrenia na chybu. Nasledujú postupy všeobecne používané na testovanie termočlánku Odporúčania ASTM (Americká spoločnosť pre testovanie a materiály) na kalibráciu termočlánkov. Sú možné dve možnosti, kalibrácia porovnaním alebo pevný bod. Na porovnanie vykonáme meranie teploty s testovanou sondou, ako aj s referenčným senzorom, o ktorom vieme, že je spoľahlivý. V pevných bodoch je snímač vystavený trojbodovej teplote vody.
Vymeniť s jeden z našich poradcov vybrať zariadenie, ktoré najlepšie vyhovuje vášmu projektu. Ponúkame široký výber teplotné sondy ako aj zákazkový dizajnový servis.
Pokračujte ďalej v termočlánkoch
Ak chcete ísť ďalej v téme termočlánkov, odporúčame tiež tieto články:
