Termoporos Tai prietaisai, plačiai naudojami pramonėje temperatūros matavimui. Dėl savo universalumo, mažos kainos ir tvirtumo termoporos tapo viena iš populiariausių galimybių tiksliai stebėti ir matuoti temperatūrą įvairiose aplinkose. Jo dizainas ir veikimas yra pagrįsti paprastais fiziniais principais, tačiau taikomi nuo pramoninių procesų iki mokslinių tyrimų.
Keletas termoporų tipai, kiekvienas skirtas skirtingiems temperatūros diapazonams ir aplinkos sąlygoms. Šiame straipsnyje mes išsamiai išnagrinėsime skirtingus termoporų tipus, jų pritaikymą, pagrindines savybes ir kaip pasirinkti tinkamiausią pagal aplinką ir specifinį matavimo poreikį.
Kas yra termopora?
Un termopora Tai jutiklis, matuojantis temperatūrą per dviejų skirtingų metalinių laidininkų jungtį. Šie laidininkai sukuria įtampą, kuri kinta priklausomai nuo temperatūros skirtumo tarp jutiklio galų, todėl galima nustatyti tikslią temperatūrą matavimo taške. Šis reiškinys vadinamas Seebeck efektas, kuris yra termoporų veikimo pagrindas.
Veikimo principas
Kaip minėjome, termopora yra pagrįsta Seebeck efektas. Kai du metalai liečiasi ir veikiami temperatūrų skirtumo, jie sukuria įtampą. Vienas termoporos galas liečiasi su objektu, kurio temperatūra matuojama ( karštas klijavimas), o kitas galas laikomas žinomoje temperatūroje, pvz., kambario temperatūroje ( šalta sąjunga).
Ši sukurta įtampa paverčiama naudingu temperatūros rodmu. Svarbu pažymėti, kad išėjimo signalas iš termoporų yra labai mažas, dažniausiai milivoltais, todėl norint paversti tą signalą valdoma figūra, būtina stiprinimo grandinė.
Termoporų tipai
Yra keletas termoporų tipų, priklausomai nuo medžiagų, iš kurių gaminami laidininkai, ir kiekvienas tipas turi unikalių savybių temperatūros diapazono ir tikslumo požiūriu. Žemiau aprašome dažniausiai pasitaikančius.
K tipo termopora
K tipo termopora Tai labiausiai paplitęs pramonėje. Jis sudarytas iš derinio nikelio-chromo (Chromel®) kaip teigiamas elementas ir nikelio-aliuminio (Alumel®) kaip neigiamas elementas. Idealiai tinka matuoti temperatūras plačiame diapazone nuo -200°C iki 1250°C.
Šio tipo termopora ypač naudinga aplinkoje, kurioje susidaro oksiduojanti ir aukštos temperatūros atmosfera. Dėl mažos kainos ir ilgaamžiškumo jis yra puikus pasirinkimas plačiai paplitusioms pramonės reikmėms.
J tipo termopora
J tipo termopora Jis žinomas dėl jo naudojimo aplinkoje, kurioje temperatūra svyruoja nuo -210 °C iki 760 °C. Jį sudaro Hierro kaip teigiamas dirigentas ir konstantan (vario-nikelio lydinys) kaip neigiamas laidininkas.
Tai yra viena iš pigesnės termoporos ir tinka ne aukštesnėje kaip 760°C aplinkoje, nes aukštesnėje temperatūroje geležis greitai oksiduojasi. Todėl jis idealiai tinka toms programoms, kurioms reikalingas nebrangus jutiklis ir vidutinė temperatūra.
T tipo termopora
El T tipo termopora Jis puikiai tinka žemos temperatūros matavimams, pvz., nuo -200°C iki 350°C. Jo tvarkykles sudaro varis iš teigiamos pusės ir konstantan iš neigiamos pusės. Tai vienas geriausių stabilumo ir tikslumo požiūriu dirbant ne ekstremaliose kriogeninėse ar atmosferinėse srityse.
Tauriųjų metalų termoporos: R, S ir B tipai
Tai termoporų tipai Jie daugiausia pagaminti iš tauriųjų metalų, tokių kaip platina, todėl jie idealiai tinka naudoti, kai reikia matuoti labai aukštą temperatūrą, iki 1700 °C. Jie yra labai tikslūs ir stabilūs, bet ir brangūs.
R tipo termopora naudoja derinį platina-rodis kaip vairuotojai. Jis tinkamas temperatūrai iki 1450°C ir yra labai stabilus, todėl tinka laboratorijoms ir didelio tikslumo aplinkai.
El S tipo termopora Jis panašus į R tipą, tačiau jo platinos ir rodžio santykis šiek tiek skiriasi, todėl tinka naudoti, kai reikalingas aukštas stabilumo ir ilgaamžiškumo lygis.
B tipo termopora Jis išsiskiria savo galimybe matuoti itin aukštas, iki 1700°C, temperatūras, nereikalaujant kompensacijos šaltoje sankryžoje iki 50°C. Dėl to jis naudingas didelės rizikos pramoninėse srityse ir priešiškoje aplinkoje.
N tipo termopora
El N tipo termopora Jis buvo sukurtas kaip K tipo evoliucija ir pasižymi didesniu atsparumu oksidacijai ir stabilumu aukštoje temperatūroje. Jame naudojami lydiniai nikrozilas y nisil, kuri leidžia veikti iki 1280°C temperatūros diapazone.
Šio tipo termopora yra idealus pasirinkimas toms reikmėms, kurioms reikalingas didelis atsparumas terminei degradacijai ir ilgalaikis patvarumas.
Termoporos paklaidos diapazonai ir ribos
IEC 60584-1 standartas nustato skirtingus temperatūros diapazonus ir klaidų ribas kiekvienam termoporos tipui. Nors jie skiriasi priklausomai nuo vielos skersmens ir aplinkos sąlygų, apskritai galima apibrėžti:
- Tipas J: -210°C iki 760°C, su ±2.2°C arba ±0.75% paklaida
- K tipas: -200°C iki 1250°C, su ±2.2°C arba ±0.75% paklaida
- T tipas: -200°C iki 350°C, su ±1.0°C arba ±0.75% paklaida
- N tipas: -200°C iki 1280°C, su ±2.2°C arba ±0.75% paklaida
Kaip išsirinkti tinkamą termoporą?
Pasirinkite tinkama termopora Tai priklauso nuo kelių veiksnių, tokių kaip temperatūros diapazonas, kurį norite išmatuoti, aplinka, kurioje bus naudojamas jutiklis, ir turimas biudžetas. Svarbu atsižvelgti į tokius aspektus kaip:
- Maksimali ir minimali temperatūra: Kiekvienas termoporos tipas turi tam tikrą veikimo diapazoną.
- Entorno de operación: Oksiduojanti, redukuojanti, kriogeninė atmosfera ir kt. gali turėti įtakos jutiklio patvarumui.
- Cheminis atsparumas: Kai kurios medžiagos yra jautresnės korozijai, o tai turės įtakos jutiklio eksploatavimo laikui.
- tikslumas: Kuo didesnis tikslumas, tuo kaina paprastai didėja, todėl tai yra veiksnys, norint suderinti funkcionalumą.
Įprastos programos
Los termoporos Dėl savo universalumo ir tvirtumo jie naudojami milijonuose pritaikymų įvairiose pramonės šakose. Kai kurie pavyzdžiai:
- Energetiniai augalai kur stebimos turbinų ir kitų svarbių komponentų temperatūros.
- Tyrimų laboratorijos kur reikalingas didelis matavimo tikslumas esant ekstremalioms tiek aukštoms, tiek žemoms temperatūroms.
- Pramoniniai procesai pvz., gamyklos automatika, kur nuolatinis šilumos stebėjimo poreikis.
Termoporų privalumai ir trūkumai
Nepaisant to, kad jos plačiai naudojamos, ne visos aplinkos yra tinkamos termoporoms. Išanalizuokime jo stipriąsias ir silpnąsias puses.
Pranašumas
- Tvirtumas ir ilgaamžiškumas net ir ekstremaliomis sąlygomis.
- Žema kaina palyginti su kitais jutikliais, tokiais kaip RTD.
- Platus temperatūrų diapazonas, nuo kriogeninio naudojimo iki aukštos temperatūros kontraktų.
Trūkumai
- Ribotas tikslumas palyginti su pažangesnėmis technologijomis, tokiomis kaip MTTP.
- Jautrumas elektros triukšmui, ypač ilgais kabeliais.
- Reikia įgyvendinti šaltos sankryžos kompensacija gauti tikslius rodmenis.
Bandant pasirinkti tinkamą termoporą konkrečiam pritaikymui, būtina atsižvelgti į visus šiuos veiksnius, pasveriant jos teikiamus pranašumus, tokius kaip maža kaina ir platus veikimo diapazonas, su tikslumo ir jautrumo aplinkai apribojimais. . Termoporos ir toliau yra vienas iš efektyviausių ir universaliausių sprendimų, skirtų temperatūros matavimui itin sudėtingose pramonės srityse.