Как работает термопара: устройство и принцип работы простым языком, типы

типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Контроль температуры повсеместно задействуется в технологических процессах, позволяя выбирать подходящий режим работы или отслеживать изменения состояния материала. Температурный режим одинаково важен как при включении духовки на кухне, так и в доменных печах при плавлении стали, а отклонение от нормальной работы может привести к аварии и травмированию людей. Чтобы избежать неприятных последствий и обеспечить возможность регулирования степени нагрева используется датчик температуры.

Разновидности, устройство и принцип работы

В ходе развития и совершенствования технологий датчик температуры, как измерительное приспособление, претерпел множественные изменения и модернизации. Благодаря чему сегодня они представлены в большом разнообразии, которые можно разделить по нескольким критериям. Так, в зависимости от способа передачи и отображения данных об измерениях температуры они подразделяются на цифровые и аналоговые.

Цифровые устройства являются более современным решением, так как информация в них отображается на дисплее и передается по электронным каналам коммуникации, аналоговые имеют циферблатное отображение данных, электрический или механический способ передачи измерений.

В зависимости от принципа действия все датчики можно подразделить на:

• термоэлектрические;
• полупроводниковые;
• пирометрические;
• терморезистивные;
• акустические;
• пьезоэлектрические.

Термоэлектрические

В основе работы термоэлектрического датчика лежит принцип термопары (см. рисунок 1) – у всех металлов существует определенная валентность (количество свободных электронов на внешних атомарных орбитах, не задействованных в жестких связях). При воздействии внешних факторов, сообщающих свободным электронам дополнительную энергию, они могут покинуть атом, создавая движение заряженных частиц. В случае совмещения двух металлов с различным потенциалом выхода электронов и последующим нагреванием места соединения возникнет разность потенциалов, получившая название эффекта Зеебека.

Рис. 1. Устройство термопары

На практике применяется несколько разновидностей термоэлектрических датчиков температуры, так, согласно п.1.1  ГОСТ Р 50342-92 они подразделяются на:

• вольфрамрений-вольфрамрениевые (ТВР) – применяется в средах с большой рабочей температурой порядка 2000°С;
• платинородий-платинородиевые (ТПР) – отличаются высокой себестоимостью и высокой точностью измерений, применяются я в лабораторных измерениях;
• платинородий-платиновые (ТПП) – оснащаются защитной трубкой из металла и керамической изоляцией, обладают высоким температурным пределом;
• хромель-алюмелевые (ТХА)  — широко применяются в промышленности, способны охватывать диапазон температуры до  1200°С, используются в кислых средах;
• хромель-копелевые (ТХК) –  характеризуются средним температурным показателем, монтируются только в неагрессивных средах;
• хромель-константановые (ТХК) — актуальны для газовых смесей и разжиженных аэрозолей нейтрального или слабокислого состава;
• никросил-нисиловые (ТНН) – применяются для устройств среднего температурного диапазона, но обладают длительным сроком эксплуатации;
• медь-константановые (ТМК) – характеризуется наименьшим пределом измерений до 400°С, но отличается устойчивостью к влаге и некоторым категориям агрессивных сред;
• железо-константановые (ТЖК) – применяются в среде с разжиженной атмосферой или вакуумного пространства.

Такое разнообразие температурных датчиков на основе термопары позволяет охватывать любые сферы человеческой деятельности.

Полупроводниковые

Изготавливаются на основе кристаллов с заданной вольтамперной характеристикой. Такие датчики температуры работают в режиме полупроводникового ключа, аналогично классическому биполярному транзистору, где степень нагревания сравнима с подачей потенциала на базу. При повышении температуры полупроводниковый датчик  начнет выдавать большее значение тока. Как правило, самостоятельно полупроводник не используется для измерения нагрева, а подключается через цепь усилителя (см. рисунок 2).

Рис. 2. Подключение полупроводникового датчика через усилитель

Отличаются широким диапазоном производимых измерений и возможностью подстройки датчика в соответствии с рабочими параметрами оборудования. Являются высокоточным типом, мало зависящим от продолжительности эксплуатации. Обладают небольшими габаритами, за счет чего легко устанавливаются в схемах, радиоэлементах и т. д.

Пирометрические

Работают за счет специальных датчиков – пирометров, которые позволяют улавливать малейшие температурные колебания рабочей поверхности любого предмета. Непосредственно сам чувствительный элемент представляет собой матрицу, реагирующую на определенную частоту температурного диапазона. Этот принцип положен в основу измерений бесконтактным термометром, который получил широкое распространение в период борьбы с коронавирусом. Помимо этого их применение активно используется для тепловизионного контроля конструктивных элементов, оборудования, зданий и сооружений.

Рис. 3. Принцип действия пирометрического датчика

Терморезистивные

Такие датчики температуры выполняются на основе терморезисторов – устройств с определенной зависимостью сопротивления от степени нагрева основного материала. С повышением температуры, изменяется и проводимость резистора, благодаря чему вы можете следить за состоянием нужного объекта.

Основным недостатком терморезистивного датчика  является малый диапазон измеряемой температуры, но он способен обеспечивать хороший шаг измерений и высокую точность в десятых и сотых долях градусов Цельсия.

Из-за чего их нередко включают в цепь с применением усилителя, расширяющего рабочие пределы.

Акустические

Акустические датчики температуры функционируют по принципу определения скорости прохождения звуковых колебаний в зависимости от температуры материала или поверхности . Непосредственно сам сенсор производит сравнение скорости звука, генерируемого источником, которая будет отличаться, в зависимости от степени нагрева (см. рисунок 4). Такой тип является бесконтактным и позволяет производить замеры в труднодоступных местах или на объектах повышенной опасности.

Рис. 4. Звуковой датчик температуры

Пьезоэлектрические

Работа датчика основана на эффекте распространения колебаний кварцевого кристалла при прохождении электрического тока. Но, в зависимости от температуры окружающей среды, будет меняться и частота колебаний кристалла. Принцип фиксации температурных изменений заключается в измерении частоты колебаний и последующем сравнении с установленной градуировкой номиналов для разных температур.

Схемы подключения

Основные отличия в подключении датчика температур обуславливаются сферой его применения и конструктивными особенностями. Так, в рамках статьи, мы рассмотрим несколько наиболее распространенных и интересных вариантов. Таковыми является подключение с помощью двухпроводной и трехпроводной схемы.

Рис. 5. Двухпроводная схема подключения

На рисунке 5 приведен вариант двухпроводного присоединения измерительного устройства. Этот принцип рекомендуется для всех датчиков  температуры с небольшим расстоянием до контролируемого объекта. Так как сопротивление самого чувствительного элемента  R_t мало измениться от сопротивления соединительных проводников R₁ и R

2, соответственно, поправка на измерения будет минимальной.

Рис. 6. Трехпроводная схема подключения

При больших расстояниях, от 150 м и более, подключение датчика следует выполнять по трехпроводной схеме, в которой существенно снижается погрешность на сопротивление в проводах R₁, R₂, R₃.

Рис. 7. Схема подключения датчика температуры двигателя

Практически в каждом современном авто осуществляется постоянный контроль температурных параметров мотора. Поэтому использование датчика является обязательным требованием безопасности. Согласно двухпроводной схемы (рисунок 7) датчик подключается одним выводом на отдельно стоящий концевик капота, который не имеет каких-либо подключений к цепи. А второй вывод, подсоединяется к блоку сигнализации установленным порядком, в соответствии с моделью.

Рис. 8. Схема подключения цифрового датчика температуры

На рисунке 8 приведен пример включения цифрового датчика Dallas. Это модель с тремя выводами, первый из которых, согласно распиновки GND подключается к заземляющему выводу микроконтроллера, второй DATA к выводу PIN 2, а третий к клемме питания +5 В. Между третей и второй ножкой включается резистор на 4,7кОм.

Примение

Сфера применения датчиков температуры охватывает как бытовые приборы, так и оборудование общепромышленного назначения, сельскохозяйственную отрасль, военную промышленность, аэрокосмический сектор. Каждый из вас может встретить их у себя дома в нагревательных приборах – бойлерах, духовках, мультиварках или хлебопечках.

В тяжелой промышленности тепловые сенсоры позволяют контролировать степень нагрева печей, воздуха в рабочей области, состояние трущихся поверхностей. В медицине их используют для контроля температуры в труднодоступных местах или для упрощения различных процедур.

Многие автолюбители часто сталкиваются с анализаторами температуры, контролирующими состояние масла или другой охлаждающей жидкости. На сети железных дорог они позволяют отслеживать нагрев букс и колесных пар. В энергетике с их помощью обследуются контактные соединения и качество прилегания поверхностей.

Как подобрать?

При выборе датчика температуры необходимо руководствоваться такими критериями:

• если датчик будет соприкасаться или располагаться внутри измеряемой среды, то берется контактная модель, если находиться вне объекта, то бесконтактная;
• условия и состояние среды, в которой он будет функционировать (влажность, агрессивные вещества и т. д.) должны соответствовать возможностям датчика;
• шаг и градуировка измерений должны обеспечивать удобную эксплуатацию и датчика, и оборудования;
• если датчик подлежит замене в ходе эксплуатации, то устанавливаются сменные варианты;
• при выборе датчика температуры для замены неисправного, лучше воспользоваться его VIN кодом;
• предел рабочих температур должен охватывать все возможные значения нагрева, некоторые из них приведены в таблице ниже.

Таблица: температурные пределы датчиков термоэлектрического типа

Тип	Состав	Диапазон температур
T	медь / константан	от -250 °C до 400 °C
J	железо / константан	от -180 °C до 750 °C
E	хромель / константан	от -40 °C до 900 °C
K	хромель / алюмель	от -180 °C до 1 200 °C
S	платина-родий (10 %) / платина	от 0 °C до 1 700 °C
R	платина-родий (13 %) / платина	от 0 °C до 1 700 °C
B	платина-родий (30 %) / платина-родий (6 %)	от 0 °C до 1 800 °C
N	нихросил / нисил	от -270 °C до 1 280 °C
G	вольфрам / рений (26 %)	от 0 °C до 2 600 °C
C	вольфрам-рений (5 %) / вольфрам-рений (26 %)	от 20 °C до 2 300 °C
D	вольфрам-рений (3 %) / вольфрам-рений (25 %)	от 0 °C до 2 600 °C

Использованная литература

1. Виглеб Г  «Датчики», 1989
2. Фрайден Дж «Современные датчики. Справочник» 2005
3. Ананьева Н.Г., Ананьева М.С., Самойлов В.Н «Измерение температуры» 2015
4. Дж. Вебстер «Справочник по измерениям, сенсорам и приборам» 2006

принцип работы, устройство, типы и виды, проверка работы

Термопара – это устройство для измерения температур во всех отраслях науки и техники. Данная статья представляет общий обзор термопар с разбором конструкции и принципом действия устройства. Описаны разновидности термопар с их краткой характеристикой, а также дана оценка термопары как измерительного прибора.

Устройство термопары

Принцип работы термопары. Эффект Зеебека

Работа термопары обусловлена возникновением термоэлектрического эффекта, открытым немецким физиком Томасом Зеебеком (Tomas Seebeck) в 1821 г.

Явление основано на возникновении электричества в замкнутом электрическом контуре при воздействии определенной температуры окружающей среды. Электрический ток возникает при наличии разницы температур между двумя проводниками (термоэлектродами) различного состава (разнородных металлов или сплавов) и поддерживается сохранением места их контактов (спаев). Устройство выводит на экран подсоединенного вторичного прибора значение измеряемой температуры.

Выдаваемое напряжение и температура находятся в линейной зависимости. Это означает, что увеличение измеряемой температуры приводит к большему значению милливольт на свободных концах термопары.

Находящийся в точке измерения температуры спай называется «горячим», а место подключения проводов к преобразователю — «холодным».

Компенсация температуры холодного спая (КХС)

Компенсация холодного спая (КХС) – это компенсация, вносимая в виде поправки в итоговые показания при измерении температуры в точке подсоединения свободных концов термопары. Это связано с расхождениями между реальной температурой холодных концов с вычисленными показаниями градуировочной таблицы для температуры холодного спая при 0°С.

КХС является дифференциальным способом, при котором показания абсолютной температуры находятся из известного значения температуры холодного спая (другое название эталонный спай).

Конструкция термопары

При конструировании термопары учитывают влияние таких факторов, как «агрессивность» внешний среды, агрегатное состояние вещества, диапазон измеряемых температур и другие.

Особенности конструкции термопар:

1) Спаи проводников соединяются между собой скруткой или скруткой с дальнейшей электродуговой сваркой (редко пайкой).

ВАЖНО: Не рекомендуется использовать способ скручивания из-за быстрой потери свойств спая.

2) Термоэлектроды должны быть электрически изолированы по всей длине, кроме точки соприкосновения.

3) Способ изоляции подбирается с учетом верхнего температурного предела.

• До 100-120°С – любая изоляция;
• До 1300°С – фарфоровые трубки или бусы;
• До 1950°С – трубки из Al₂O₃;
• Свыше 2000°С – трубки из MgO, BeO, ThO₂, ZrO₂.

4) Защитный чехол.

Материал должен быть термически и химически стойким, с хорошей теплопроводностью (металл, керамика). Использование чехла предотвращает коррозию в определенных средах.

Удлиняющие (компенсационные) провода

Данный вид проводов необходим для удлинения концов термопары до вторичного прибора или барьера. Провода не используются в случае наличия у термопары встроенного преобразователя с унифицированным выходным сигналом. Наиболее широкое применение получил нормирующий преобразователь, размещенный в стандартной клеммной головке датчика с унифицированным сигналом 4-20мА, так называемая «таблетка».

Материал проводов может совпадать с материалом термоэлектродов, но чаще всего заменяется на более дешевый с учетом условий, предотвращающих образования паразитных (наведенных) термо-ЭДС. Применение удлиняющих проводов также позволяет оптимизировать производство.

Лайфхак! Для правильного определения полярности компенсационных проводов и их подключения к термопаре запомните мнемоническое правило ММ — минус магнитится. То есть берём любой магнит и минус у компенсации будет магнитится, в отличии от плюса.

Типы и виды термопар

Многообразие термопар объясняется различными сочетаниями используемых сплавов металлов. Подбор термопары осуществляется в зависимости от отрасли производства и необходимого температурного диапазона.

Термопара хромель-алюмель (ТХА)

Положительный электрод: сплав хромель (90% Ni, 10% Cr).
Отрицательный электрод: сплав алюмель (95% Ni, 2% Mn, 2% Al, 1% Si).

Изоляционный материал: фарфор, кварц, окиси металлов и т.д.

Диапазон температур от -200°С до 1300°С кратковременного и 1100°С длительного нагрева.

Рабочая среда: инертная, окислительная (O₂=2-3% или полностью исключено), сухой водород, кратковременный вакуум. В восстановительной или окислительно-восстановительной атмосфере в присутствии защитного чехла.

Недостатки: легкость в деформировании, обратимая нестабильность термо-ЭДС.

Возможны случаи коррозии и охрупчивания алюмеля в присутствии следов серы в атмосфере и хромеля в слабоокислительной атмосфере («зеленая глинь»).

Термопара хромель-копель (ТХК)

Положительный электрод: сплав хромель (90% Ni, 10% Cr).
Отрицательный электрод: сплав копель (54,5% Cu, 43% Ni, 2% Fe, 0,5% Mn).

Диапазон температур от -253°С до 800°С длительного и 1100°С кратковременного нагрева.

Рабочая среда: инертная и окислительная, кратковременный вакуум.

Недостатки: деформирование термоэлектрода.

Возможно испарение хрома при длительном вакууме; реагирование с атмосферой, содержащей серу, хром, фтор.

Термопара железо-константан (ТЖК)

Положительный электрод: технически чистое железо (малоуглеродистая сталь).
Отрицательный электрод: сплав константан (59% Cu, 39-41% Ni, 1-2% Mn).

Используется для проведения измерений в восстановительных, инертных средах и вакууме. Температура от -203°С до 750°С длительного и 1100°С кратковременного нагрева.

Применение складывается на совместном измерении положительных и отрицательных температур. Невыгодно использовать только для отрицательных температур.

Недостатки: деформирование термоэлектрода, низкая коррозийная стойкость.

Изменение физико-химических свойств железа около 700°С и 900 °С. Взаимодействует с серой и водными парами с образованием коррозии.

Термопара вольфрам-рений (ТВР)

Положительный электрод: сплавы ВР5 (95% W, 5% Rh)/ВАР5 (BP5 с кремнещелочной и алюминиевой присадкой)/ВР10 (90% W, 10% Rh).
Отрицательный электрод: сплавы ВР20 (80% W, 20% Rh).

Изоляция: керамика из химически чистых окислов металлов.

Отмечается механическая прочность, термостойкость, малая чувствительность к загрязнениям, легкость изготовления.

Измерение температур от 1800°С до 3000°С, нижний предел – 1300°С. Измерения проводятся в среде инертного газа, сухого водорода или вакуума. В окислительных средах только для измерения в быстротекущих процессах.

Недостатки: плохая воспроизводимость термо-ЭДС, ее нестабильность при облучении, непостоянная чувствительность в температурном диапазоне.

Термопара вольфрам-молибден (ВМ)

Положительный электрод: вольфрам (технически чистый).
Отрицательный электрод: молибден (технически чистый).

Изоляция: глиноземистая керамика, защита кварцевыми наконечниками.

Инертная, водородная или вакуумная среда. Возможно проведение кратковременных измерений в окислительных средах в присутствии изоляции. Диапазон измеряемых температур составляет 1400-1800°С, предельная рабочая температура порядка 2400°С.

Недостатки: плохая воспроизводимость и чувствительность термо-ЭДС, инверсия полярности, охрупчивание при высоких температурах.

Термопары платинородий-платина (ТПП)

Положительный электрод: платинородий (Pt c 10% или 13% Rh).
Отрицательный электрод: платина.

Изоляция: кварц, фарфор (обычный и огнеупорный). До 1400°С — керамика с повышенным содержанием Al₂O₃, свыше 1400°С — керамику из химически чистого Al₂O₃.

Предельная рабочая температура 1400°С длительно, 1600°С кратковременно. Измерение низких температур обычно не производят.

Рабочая среда: окислительная и инертная, восстановительная в присутствии защиты.

Недостатки: высокая стоимость, нестабильность при облучении, высокая чувствительность к загрязнениям (особенно платиновый электрод), рост зерен металла при высоких температурах.

Термопары платинородий-платинородий (ТПР)

Положительный электрод: сплав Pt c 30% Rh.
Отрицательный электрод: сплав Pt c 6% Rh.

Среда: окислительная, нейтральная и вакуум. Использование в восстановительных и содержащих пары металлов или неметаллов средах в присутствии защиты.

Максимальная рабочая температура 1600°С длительно, 1800°С кратковременно.

Изоляция: керамика из Al₂O₃ высокой чистоты.

Менее подвержены химическим загрязнениям и росту зерна, чем термопара платинородий-платина.

Схема подключения термопары

• Подключение потенциометра или гальванометра непосредственно к проводникам.
• Подключение с помощью компенсационных проводов;
• Подключение обычными медными проводами к термопаре, имеющей унифицированный выход.

Стандарты на цвета проводников термопар

Цветная изоляция проводников помогает отличить термоэлектроды друг от друга для правильного подключения к клеммам. Стандарты отличаются по странам, нет конкретных цветовых обозначений для проводников.

ВАЖНО: Необходимо узнать используемый стандарт на предприятии для предотвращения ошибок.

Точность измерения

Точность зависит от вида термопары, диапазона измеряемых температур, чистоты материала, электрических шумов, коррозии, свойств спая и процесса изготовления.

Термопарам присуждается класс допуска (стандартный или специальный), устанавливающий доверительный интервал измерений.

ВАЖНО: Характеристики на момент изготовления меняются в период эксплуатации.

Быстродействие измерения

Быстродействие обуславливается способностью первичного преобразователя быстро реагировать на скачки температуры и следующим за ними потоком входных сигналов измерительного прибора.

Факторы, увеличивающие быстродействие:

1. Правильная установка и расчет длины первичного преобразователя;
2. При использовании преобразователя с защитной гильзой необходимо уменьшить массу узла, подобрав меньший диаметр гильз;
3. Сведение к минимуму воздушного зазора между первичным преобразователем и защитной гильзой;
4. Использование подпружиненного первичного преобразователя и заполнения пустот в гильзе теплопроводящим наполнителем;
5. Быстро движущаяся среда или среда с большей плотностью (жидкость).

Проверка работоспособности термопары

Для проверки работоспособности подключают специальный измерительный прибор (тестер, гальванометр или потенциометр) или измеряют напряжение на выходе милливольтметром. При наличии колебаний стрелки или цифрового индикатора термопара является исправной, в противном случае устройство подлежит замене.

Причины выхода из строя термопары:

1. Неиспользование защитного экранирующего устройства;
2. Изменение химического состава электродов;
3. Окислительные процессы, развивающиеся при высоких температурах;
4. Поломка контрольно-измерительного прибора и т. д.

Преимущества и недостатки использования термопар

Достоинствами использования данного устройства можно назвать:

• Большой температурный диапазон измерений;
• Высокая точность;
• Простота и надежность.

К недостаткам следует отнести:

• Осуществление постоянного контроля холодного спая, поверки и калибровки контрольной аппаратуры;
• Структурные изменения металлов при изготовлении прибора;
• Зависимость от состава атмосферы, затраты на герметизацию;
• Погрешность измерений из-за воздействия электромагнитных волн.

устройство и классификация, монтаж и принцип работы

Термопара – это приспособление или устройство измерения температуры в промышленности, лабораторных условиях и других. Они также используются в медицинской промышленности, научных экспериментах, а также в некоторых бытовых приборах. Таким образом, можно сказать что сфера использования термопары очень обширна. Термопара может измерять температуру в самых различных сферах – воздух, жидкости, смазочные материалы и другие.

Подробнее об устройстве термопары, из чего она состоит и как работает будет рассказано в данной статье. В качестве дополнительной информации, статья содержит в себе несколько видеороликов и схем устройства.

Что такое термопара.

Что такое термопара

Термопары существуют благодаря такому явлению, как контактная разность потенциалов. Если два разных твердых проводника или полупроводника привести в плотный контакт друг с другом, то в окрестности места их соприкосновения образуются разделенные электрические заряды. При этом на внешних концах данных проводников возникнет разность потенциалов. Эта разность потенциалов окажется равна разности работ выхода для каждого металла, поделенной на заряд электрона.

Зачем нужен вольтметр при подборе термопары?

Вольтметром измерить контактную разность потенциалов не удастся, однако на вольт-амперной характеристике она себя проявит, так например она проявляет себя в транзисторе и в диоде на p-n переходе.

Понятно, что если сомкнуть такую пару в кольцо, то результирующая ЭДС будет равна нулю, а если с одной стороны ее все же оставить разомкнутой, то будет иметь место реальная ЭДС, величиной от десятых долей вольта до единиц вольт, в зависимости от того, что это за материалы.

Дополнительный материал: Как смастерить лабораторный блок питания самостоятельно.

Суть в том, что при соприкосновении, к примеру, двух металлов, система выходит из равновесия потому что химические потенциалы этих двух металлов не равны друг другу, в результате происходит диффузия электронов в сторону уменьшения их энергии, что в свою очередь приводит к изменению заряда и электрического потенциала приведенных в контакт металлов. Так в приконтактной области начинается рост электрического поля, и как следствие мы имеем то, что имеем.

Если теперь снова рассмотреть два этих проводника из разных металлов, только замкнутых в кольцо, когда суммарная ЭДС по замкнутому контуру станет равна нулю, то здесь получится два контактных места. Назовем эти места спаями. Итак, есть два спая двух разных проводников. Что если попробовать подогреть один из спаев, а второй оставить при комнатной температуре? Очевидно, что поскольку соединенные металлы разные, и в каждом спае присутствует контактная разность потенциалов, то спаи будут испытывать разное отклонение ЭДС, находясь при разных температурах.

Принцип работы термопары.

Эксперимент доказывает, что разность потенциалов между спаями будет пропорциональна разности их температур, так что можно ввести коэффициент пропорциональности, который называют термо-ЭДС. Для различных термопар термо-ЭДС будет разной. Если в разрезе такого кольца измерить напряжение, то в определенном интервале температур оно окажется почти строго пропорционально разности температур спаев. И даже если оставить только один спай (как на рисунке), и лишь его подогревать, а напряжение измерять между двумя концами, находящимися при одной и той же комнатной температуре, то все равно можно обнаружить очень четкую зависимость ЭДС от текущей температуры спая.

Чем отличаются параллельное и последовательное соединение конденсаторов.

Читать далее

Металлоискатель пират своими руками подробная инструкция.

Читать далее

Что такое подстроечный резистор: описание устройства и область его применения.

Читать далее

Так и работают термопары. Описанное явление относится к термоэлектрическим, а сам эффект, на базе которого работают все термопары, называется эффектом Зеебека, в честь его первооткрывателя — Томаса Зеебека. Сегодня можно встретить промышленные термопары, у которых, в зависимости от требуемого измеряемого диапазона температур, электроды изготавливают из специально подобранных сплавов.

К примеру термопары из сплавов хромель и алюмель имеют коэффициент термо-ЭДС, равный 40 микровольт на °C, и предназначены для измерения температур в диапазоне от 0 до +1100°C. А пара медь-константан, столь популярная в качестве демонстрационного пособия, позволяет измерять температуры от -185 до +300°C.

Принцип работы

Работа любой термопары основывается на термоэлектрическом эффекте, который был открыт Т.И. Зеебеком в далёком 1821 году. Данный эффект заключается в том, что если последовательно соединить друг с другом два разнородных металлических проводника, образуя таким образом замкнутую электрическую цепь, и в одном месте соединения проводников произвести нагрев, то в цепи возникает электродвижущая сила (ЭДС). Данную электродвижущую силу называют термо-ЭДС. Под действием термо-ЭДС в замкнутой цепи начинает протекать электрический ток.

Как работает термопара.

Место нагрева обычно называют горячим спаем. Место, где нет нагрева – холодный спай. Если в разрыв цепи подключить гальванометр или микровольтметр, то можно измерить величину термо-ЭДС, которая будет составлять несколько мили- или микровольт. Значение термо-ЭДС будет зависеть от величины нагрева в месте соединения проводников и от величины температуры в месте соединения проводников, где нагрев не происходит. Т.е. значение термо-ЭДС зависит от разности температур между холодным и горячим спаем. Также термо-ЭДС зависит и от рода самих проводников.

Таким образом, если место соединения разнородных проводников термопары нагреть, то между несоединёнными (свободными) концами проводников возникнет разность потенциалов, которую можно измерить электроизмерительным прибором. Благодаря современным преобразователям возникающую разность потенциалов можно преобразовать в определённое цифровое значение, т.е. вполне реально узнать значение температуры нагрева в месте соединения проводников термопары. Для того чтобы измерения были точными, температура холодного спая должна быть неизменной. Т.к. это не всегда возможно, используются специальные компенсационные схемы для компенсации температуры холодного спая.

Устройство термопары.

Конструкция устройства

Современные термопары изготавливаются различной формы и длины. По конструктивному исполнению их можно разделить на две группы:

• бескорпусные термопары;
• термопары с защитным кожухом.

Первые представляют собой изделие, у которого место соединения двух проводников не закрыто и не защищено от внешних воздействий. Такое исполнение позволяет достичь быстрого времени измерения температуры и низкой инертности. Второй тип термопары выпускается в виде зонда. Зонд представляет собой металлическую трубку с внутренним изолятором, выдерживающим высокую температуру. Внутрь зонда помещается термоэлектрический элемент термопары. Благодаря такой конструкции термоэлемент защищён от влияния агрессивных сред различных технологических процессов.

Термопара типа J.

Холодный спай

Холодный спай часто представляет собой точку, где свободные концы проводов термопары подсоединяются к измерительному прибору. В силу того, что измерительный прибор в цепи термопары в действительности измеряет разность напряжения между двумя спаями, то напряжение холодного спая должно поддерживаться на неизменном уровне, насколько это возможно. Поддерживая напряжение на холодном спае на неизменном уровне мы тем самым гарантируем, что отклонение в показаниях измерительного прибора свидетельствует о изменении температуры на рабочем спае.

Если температура вокруг холодного спая меняется, то величина напряжения на холодном спае также изменится. В результате изменится напряжение на холодном спае. И как следствие разница в напряжении на двух спаях тоже изменится, что в конечном итоге приведет к неточным показаниям температуры. Для того, чтобы сохранить температуру на холодном спае на неизменном уровне во многих термопарах используются компенсирующие резисторы. Резистор находится в том же месте, что и холодный спай, так что температура воздействует на спай и резистор одновременно.

Термопара газовой плиты.

Рабочий спай термопары (горячий)

Рабочий спай — это спай, который подвержен воздействию технологического процесса, чья температура измеряется. Ввиду того, что напряжение, генерируемое термопарой прямо пропорционально ее температуре, то при нагревании рабочего спая, он генерирует больше напряжения, а при охлаждении — меньше.

Из чего состоит термопара.

Плюсы и минусы устройства

Термопара – старейший и до сих пор наиболее распространенный в промышленности температурный датчик. Действие термопары основано на эффекте, который впервые был открыт и описан Томасом Зеебеком в 1821 г. – возникновении тока в замкнутой цепи из двух разнородных проводников при наличии градиента температур между спаями.

Поскольку генерирование Термо-ЭДС происходит по длине термоэлектрода, то показания термопары зависят от состояния термоэлектродов в зоне максимального температурного градиента. Поэтому поверку термопар следует проводить при той же глубине погружения в среду, что и на рабочем объекте. Учёт термоэлектрической неоднородности особенно важен для рабочих термопар из неблагородных металлов.

Широкий диапазон рабочих температур, они являются самыми высокотемпературными из контактных датчиков.

Спай термопары может быть непосредственно заземлён или приведён в прямой контакт с измеряемым объектом.

Простота изготовления, надёжность и прочность конструкции.

Необходимость контроля температуры холодных спаев.

На большой длине термопарных и удлинительных проводов может возникать эффект «антенны» для существующих электромагнитных полей.

Зависимость Термо-ЭДС от температуры существенно не линейна. Это создает трудности при разработке вторичных преобразователей сигнала.

В современных конструкциях измерителей на основе термопар используется измерение температуры блока холодных спаев с помощью встроенного термистора или полупроводникового сенсора и автоматическое введение поправки к измеренной Термо-ЭДС. Возникновение термоэлектрической неоднородности в проводниках и, как следствие, изменение градуировочной характеристики из-за изменения состава сплава в результате коррозии и других химических процессов.

Материал электродов не является химически инертным и, при недостаточной герметичности корпуса термопары, может подвергаться влиянию агрессивных сред, атмосферы и т.д. Когда жесткие требования выдвигаются ко времени термической инерции термопары и необходимо заземлять рабочий спай, то следует обеспечить электрическую изоляцию преобразователя сигнала для устранения опасности возникновения утечек через землю.

В зависимости от материалов термоэлектродов различают термопары из благородных и неблагородных металлов. К первым относятся термопреобразователи платиновой группы (ТПП, ТПР). К неблагородным – ТВР, ТХА, ТХК, ТМК, ТНН, ТЖК и др. из серийно выпускаемых.

Особенности применения наиболее распространённых термопар

Технические характеристики зависят напрямую от материалов, из которых они произведены.

 Тип J (железо-константановая термопара)

• Не рекомендуется использовать ниже 0°С, т.к. конденсация влаги на железном выводе приводит к образованию ржавчины.
• Наиболее подходящий тип для разряженной атмосферы.
• Максимальная температура применения – 500°С, т.к. выше этой температуры происходит быстрое окисление выводов. Оба вывода быстро разрушаются в атмосфере серы.
• Показания повышаются после термического старения.
• Преимуществом является также невысокая стоимость.

 Тип Е (хромель-константановая термопара)

• Преимуществом является высокая чувствительность.
• Термоэлектрическая однородность материалов электродов.
• Подходит для использования при низких температурах.

 Тип Т (медь-константановая термопара)

• Может использоваться ниже 0°С.
• Может использоваться в атмосфере с небольшим избытком или недостатком кислорода.
• Не рекомендуется использование при температурах выше 400°С.
• Не чувствительна к повышенной влажности.
• Оба вывода могут быть отожжены для удаления материалов, вызывающих термоэлекрическую неоднородность.

 Тип К (хромель-алюмелевая термопара)

• Широко используются в различных областях от -100°С до +1000°С (рекомендуемый предел, зависящий от диаметра термоэлектрода).
• В диапазоне от 200 до 500°С возникает эффект гистерезиса, т.е показания при нагреве и охлаждении могут различаться. Иногда разница достигает 5°С.
• Используется в нейтральной атмосфере или атмосфере с избытком кислорода.
• После термического старения показания снижаются.
• Не рекомендуется использовать в разряженной атмосфере, т.к. хром может выделяться из Ni-Cr вывода (так называемая миграция), термопара при этом изменяет ТЭДС и показывает заниженную температуру.
• Атмосфера серы вредна для термопары, т.к. воздействует на оба электрода.

Термопара типа К.

 Тип N (нихросил-нисиловая термопара)

• Это относительно новый тип термопары, разработанный на основе термопары типа К. Термопара типа К может легко загрязняться примесями при высоких температурах. Сплавляя оба электрода с кремнием, можно тем самым загрязнить термопару заранее, и таким образом снизить риск дальнейшего загрязнения во время работы.
• Рекомендуемая рабочая температура до 1200°С (зависит от диаметра проволоки).
• Кратковременная работа возможна при 1250°С.
• Высокая стабильность при температурах от 200 до 500°С (значительно меньший гистерезис, чем для термопары типа К).
• Считается самой точной термопарой из неблагородных металлов.

Общие советы по выбору термопар из неблагородных металлов

• Температура применения ниже нуля – тип Е, Т
• Комнатные температуры применения – тип К, Е, Т
• Температура применения до 300°С – тип К
• Температура применения от 300 до 600°С – тип N
• Температура применения выше 600°С – тип К или N

 Термопары из благородных металлов

• Рекомендуемая максимальная рабочая температура 1350°С.
• Кратковременное применение возможно при 1600°С.
• Загрязняется при температурах выше 900°С водородом, углеродом, металлическими примесями из меди и железа. При содержании железа в платиновом электроде на уровне 0,1%, ТЭДС изменяется более, чем на 1 мВ (100°С) при 1200°С и 1,5 мВ (160°С) при 1600°С. Такая же картина наблюдается при загрязнении медью. Таким образом, термопары нельзя армировать стальной трубкой, или следует изолировать электроды от трубки газонепроницаемой керамикой.
• Может применяться в окислительной атмосфере.
• При температуре выше 1000°С термопара может загрязняться кремнием, который присутствует в некоторых видах защитных керамических материалов. Важно использовать керамические трубки, состоящие из высокочистого оксида алюминия.
• Не рекомендуется применять ниже 400°С, т.к ТЭДС в этой области мала и крайне нелинейна.

Термопары из благородных металлов

 Тип R (платнородий-платиновая)

Свойства те же, что и у термопар типа S.

 Тип В (платнородий-платинородиевая)

• Рекомендуемая максимальная температура рабочего диапазона 1500°С (зависит от диаметра проволоки).
• Кратковременное применение возможно до 1750°С.
• Может загрязняться при температурах выше 900°С водородом, кремнием, парами меди и железа, но эффект меньше, чем для термопар типа S и R.
• При температуре выше 1000°С термопара может загрязняться кремнием, который присутствует в некоторых видах защитных керамических материалов. Важно использовать керамические трубки, состоящие из высокочистого оксида алюминия.
• Может использоваться в окислительной среде.
• Не рекомендуется применение при температуре ниже 600°С, где ТЭДС очень мала и нелинейна.

Сводная таблица типов термопар.

Рекомендации по эксплуатации

Точность и целостность системы измерений на основе термопарного датчика может быть увеличена, если соблюдать определенные условия. Не допускать вибраций и механических натяжений термопарных проводников. При применении миниатюрной термопары из тонкой проволоки. Необходимо применять ее только в контролируемом месте, а за этим местом следует применять удлинительные проводники. Рекомендуется применять проволоку большого диаметра, не изменяющую температуру измеряемого объекта. Использовать термодатчик только в интервале рабочих температур.

Таблица – Градуировка и проверка термопар.

Избегать резких перепадов температуры по длине термодатчика. При работе с длинными термодатчиками и удлинительными проводниками, необходимо соединить экран вольтметра с экраном провода. Для вспомогательного контроля и температурной диагностики используют специальные температурные датчики с 4-мя термоэлектродами, позволяющими выполнять вспомогательные температурные измерения, сопротивления, напряжения, помех для проверки надежности и целостности термопар.

Проводить электронную запись событий и постоянно контролировать величину сопротивления термоэлектродов. Применять удлиняющие проводники в рабочем интервале и при наименьших перепадах температур. Применять качественный защитный чехол для защиты термопарных проводников от вредных условий.

Устранения неисправностей

Если термопара выдает неточные показания температуры, и было проверено, что нет ослабленных соединений, то причина может крыться либо в регистрирующем приборе, либо в самой термопаре, первым обычно проверяется регистрирующий прибор, так как приборы чаще выходят из строя, чем термопары. Более того, если прибор показывает хоть какие-нибудь показания, пусть даже неточные, то, скорей всего, дело не в термопаре.

Если термопара неисправна, то обычно она не выдает вообще никакого напряжения, и прибор не будет выдавать никаких показаний. Если показаний на приборе нет совсем, то вероятно дело в термопаре. Если термопара вышла из строя, то проверьте ее сигнал на выходе с помощью прибора, который называется милливольтный потенциометр, который используется для измерения малых величин напряжения.

Разные типы термопар.

Что означает Температурный Класс?

Температура воспламенения это минимальная температура, при которой горючая смесь газов может воспламениться при контакте с пламенем, горячей поверхностью или при возникновении искры. Газы и пары делятся на классы, в которых температура поверхности всегда должна быть меньше, чем у смеси. (T1 > 450 °C, T2 > 300 °C, T3 > 200 °C, T4 > 135 °C, T5 > 100 °C, T6 > 85 °C).

Что такое межкристаллическая коррозия?

МК (Межкристаллическая коррозия) является формой коррозии, которая может возникнуть в большинстве сплавов при соответствующих условиях. Она также известна как «зерна распада» или «обеднение хромом». Коррозия происходит по границам зерен.

Что такое термо-ЭДС (или эффект Зеебека)?

Эффект имени Томаса Иоганна Зеебека состоит в том, что в замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает термо-ЭДС, если места контактов поддерживают при разных температурах. Цепь, которая состоит только из двух различных проводников, называется термоэлементом или термопарой.

Заключение

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

Задать вопрос

Для проверки работоспособности подключают специальный измерительный прибор (тестер, гальванометр или потенциометр) или измеряют напряжение на выходе милливольтметром. При наличии колебаний стрелки или цифрового индикатора термопара является исправной, в противном случае устройство подлежит замене.

Дополнительную информацию по данной теме можно узнать из файла «Термопары: устройство, характеристики, производство, применение.». А также в нашей группе ВК публикуются интересные материалы, с которыми вы можете познакомиться первыми. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу. В завершение хочу выразить благодарность источникам, откуда почерпнут материал для подготовки статьи:

www.electrik.info

www.kipiavp.ru

www.aquagroup.ru

www.3450303.ru

www.electrosam.ru

www.odinelectric.ru

Мне нравится1Не нравится Предыдущая

ТеорияЧто такое триггер в электронике — подробно разбираемся в терминах

Следующая

ТеорияЧто такое электродвижущая сила (ЭДС) и как ее рассчитать

Термопара принцип работы

Что такое термопара, принцип действия

Термопара – это устройство для измерения температур во всех отраслях науки и техники. 

Устройство термопары

Принцип работы термопары. Эффект Зеебека

Работа термопары обусловлена возникновением термоэлектрического эффекта, открытым немецким физиком Томасом Зеебеком (Tomas Seebeck) в 1821 г.

Явление основано на возникновении электричества в замкнутом электрическом контуре при воздействии определенной температуры окружающей среды. Электрический ток возникает при наличии разницы температур между двумя проводниками (термоэлектродами) различного состава (разнородных металлов или сплавов) и поддерживается сохранением места их контактов (спаев). Устройство выводит на экран подсоединенного вторичного прибора значение измеряемой температуры.

Выдаваемое напряжение и температура находятся в линейной зависимости. Это означает, что увеличение измеряемой температуры приводит к большему значению милливольт на свободных концах термопары.

Находящийся в точке измерения температуры спай называется «горячим», а место подключения проводов к преобразователю — «холодным».

Компенсация температуры холодного спая (КХС)

Компенсация холодного спая (КХС) – это компенсация, вносимая в виде поправки в итоговые показания при измерении температуры в точке подсоединения свободных концов термопары. Это связано с расхождениями между реальной температурой холодных концов с вычисленными показаниями градуировочной таблицы для температуры холодного спая при 0°С.

КХС является дифференциальным способом, при котором показания абсолютной температуры находятся из известного значения температуры холодного спая (другое название эталонный спай).

Конструкция термопары

При конструировании термопары учитывают влияние таких факторов, как «агрессивность» внешний среды, агрегатное состояние вещества, диапазон измеряемых температур и другие.

Особенности конструкции термопар:

1) Спаи проводников соединяются между собой скруткой или скруткой с дальнейшей электродуговой сваркой (редко пайкой).

2) Термоэлектроды должны быть электрически изолированы по всей длине, кроме точки соприкосновения.

3) Способ изоляции подбирается с учетом верхнего температурного предела.

• До 100-120°С – любая изоляция;
• До 1300°С – фарфоровые трубки или бусы;
• До 1950°С – трубки из Al2O3;
• Свыше 2000°С – трубки из MgO, BeO, ThO2, ZrO2.

4) Защитный чехол.

Материал должен быть термически и химически стойким, с хорошей теплопроводностью (металл, керамика). Использование чехла предотвращает коррозию в определенных средах.

Удлиняющие (компенсационные) провода

Данный вид проводов необходим для удлинения концов термопары до вторичного прибора или барьера.

Провода не используются в случае наличия у термопары встроенного преобразователя с унифицированным выходным сигналом.

Материал проводов может совпадать с материалом термоэлектродов, но чаще всего заменяется на более дешевый с учетом условий, предотвращающих образования паразитных (наведенных) термо-ЭДС. Применение удлиняющих проводов также позволяет оптимизировать производство.

Схема подключения термопары

• Подключение потенциометра или гальванометра непосредственно к проводникам.
• Подключение с помощью компенсационных проводов;
• Подключение обычными медными проводами к термопаре, имеющей унифицированный выход.

Стандарты на цвета проводников термопар

Цветная изоляция проводников помогает отличить термоэлектроды друг от друга для правильного подключения к клеммам. Стандарты отличаются по странам, нет конкретных цветовых обозначений для проводников.

Точность измерения

Точность зависит от вида термопары, диапазона измеряемых температур, чистоты материала, электрических шумов, коррозии, свойств спая и процесса изготовления.

Термопарам присуждается класс допуска (стандартный или специальный), устанавливающий доверительный интервал измерений.

Быстродействие измерения

Быстродействие обуславливается способностью первичного преобразователя быстро реагировать на скачки температуры и следующим за ними потоком входных сигналов измерительного прибора.

Факторы, увеличивающие быстродействие:

1. Правильная установка и расчет длины первичного преобразователя;
2. При использовании преобразователя с защитной гильзой необходимо уменьшить массу узла, подобрав меньший диаметр гильз;
3. Сведение к минимуму воздушного зазора между первичным преобразователем и защитной гильзой;
4. Использование подпружиненного первичного преобразователя и заполнения пустот в гильзе теплопроводящим наполнителем;
5. Быстро движущаяся среда или среда с большей плотностью (жидкость).

Устройство и принцип действия

Термопара конструктивно состоит из двух проволок, каждая из которых изготовлена из разных сплавов. Концы этих проводников образуют контакт (горячий спай) выполненный путём скручивания, с помощью узкого сварочного шва либо сваркой встык. Свободные концы термопары замыкаются с помощью компенсационных проводов на контакты измерительного прибора или соединяются с автоматическим устройством управления. В точках соединения образуется другой, так называемый, холодный спай. Схематически устройство изображено на рисунке 1.

Особенности устройства промышленной термопары

Термодатчики изготавливаются по большей части из неблагородных металлов. От воздействия внешней среды их закрывают трубой с фланцем, служащим для крепления прибора. Защитная арматура предохраняет проводники от влияния агрессивной среды и делается без шва. Материалом служит обычная (до 600ºС) или нержавеющая (до 1100ºС) сталь. Термоэлектроды изолируют друг от друга асбестом, фарфоровыми трубками или керамическими бусами.

Если терминал расположен близко, то провода термопары подключаются к нему напрямую, без дополнительных разъемов. При расположении измерительного прибора на удалении, при включении его в цепь свободные концы термопары размещаются в литой головке, прикрепленной к защитной трубе. Внутри располагаются латунные клеммники на фарфоровом основании для подключения компенсационных проводов, изготовленных из таких же материалов, что и термоэлектроды, но не обладающих точными и строго контролируемыми характеристиками. Они имеют меньшую стоимость и большую толщину. Их вводят в головку через штуцер с асбестовой прокладкой. Керамика служит для выравнивания температуры во всех местах соединения. Сверху располагается резьбовая защитная крышка с герметичным уплотнением.

На провода нельзя устанавливать обжимные оконцеватели, поскольку они могут ухудшить точность показаний. Из проволоки делают кольцо и зажимают его под винт.

Корректировка изменения температуры на клеммах может производиться электронным прибором, что повышает точность измерений.

Недостатки термопары

Недостатков у термопары не так много, в особенности если сравнивать с ближайшими конкурентами (температурными датчиками других типов), но все же они есть, и было бы несправедливо о них умолчать.

Так, разность потенциала измеряется в милливольтах. Поэтому необходимо применять весьма чувствительные потенциометры. А если учесть, что не всегда приборы учета можно разместить в непосредственной близости от места сбора экспериментальных данных, то приходится применять некие усилители. Это доставляет ряд неудобств и приводит к лишним затратам при организации и подготовке производства.

Принцип работы термопары

Термопара представляет собой два провода, изготовленных из различных металлов. Эти два провода скреплены или сварены вместе и образуют спай. Когда на этот спай оказывают воздействие изменения температуры, то термопара реагирует на них генерируя напряжение, пропорциональное по величине изменениям температуры.

Если термопара подсоединена к электрической цепи, то величина генерируемого напряжения будет отображаться на шкале измерительного прибора. Затем показания прибора могут быть преобразованы в температурные показания с помощью таблицы. На некоторых приборах шкала откалибрована непосредственно в градусах.

Термопара в электрической цепи

Погрешность измерений

Правильность температурных показателей, получаемых с помощью термопары, зависит от материала контактной группы, а также внешних факторов. К последним можно отнести давление, радиационный фон либо иные причины, способные повлиять на физико-химические показатели металлов, из которых изготовлены контакты.

состоит из следующих составных частей:

• случайная погрешность, вызванная особенностями изготовления термопары;

• погрешность, вызванная нарушением температурного режима «холодного» контакта;

• погрешность, причиной которой послужили внешние помехи;

• погрешность контрольной аппаратуры.

Устройство и принцип действия термопары

Действительно, постоянно находиться в зоне открытого пламени может далеко не каждый материал. Термоэлемент же изготовлен из металла, точнее, из нескольких металлов, поэтому высокой температуры не боится. При работе газовой котельной установки без него никак не обойтись, выход из строя термопары означает полную остановку агрегата и немедленный ремонт. Все дело в том, что термоэлемент работает совместно с электромагнитным отсекающим клапаном, перекрывающим вход в топливный тракт. Стоит только этой детали выйти из строя, как клапан закроется, подача топлива прекратится и горелочное устройство потухнет.

Чтобы лучше понять принцип работы термопары газового котла, стоит рассмотреть схему, представленную на рисунке.

Схема термопары

В основе этого принципа лежит следующее физическое явление: если надежно соединить между собой 2 разнородных металла, а потом место соединения нагревать, то на холодных концах этого спая появится разница потенциалов, то есть, напряжение. А при подключении к ним измерительного прибора цепь замкнется и возникнет постоянный электрический ток. Напряжение будет совсем небольшим, но этого вполне достаточно, чтобы в чувствительной катушке электромагнитного клапана возникла индукция и он открылся, позволяя топливу пройти к запальнику.

Для справки. Некоторые современные электромагнитные клапаны настолько чувствительны, что остаются открытыми, пока напряжение на входе не станет ниже 20 мВ. Термоэлемент в обычном рабочем режиме вырабатывает напряжение порядка 40—50 мВ.

Соответственно, устройство термопары газового котла основано на описанном явлении, носящем название эффекта Зеебека. Две детали из различных металлов прочно соединяются между собой в одной или нескольких точках, при этом качество соединения играет большую роль. Оно влияет на рабочие параметры элемента и долговечность его эксплуатации. Место соединения и будет той самой рабочей частью, помещаемой в зону открытого огня.

Поскольку для изготовления термоэлементов применяется множество различных пар металлов, не вдаваясь в подробности, отметим, что в термопаре для газового котла используется пара хромель – алюминий. К холодным концам этих металлов приварены проводники, заключенные в защитную оболочку. Второй конец проводников вставляется в соответствующее гнездо автоматики агрегата и закрепляется с помощью зажимной гайки.

В процессе розжига запальника и горелки газового котла для подачи топлива мы открываем электромагнитный клапан вручную, нажимая на его шток. Газ попадает на запальник и поджигается, а термопара находится рядом и нагревается от его пламени. Спустя 10—30 сек кнопку можно отпускать, так как термоэлемент уже начал вырабатывать напряжение, удерживающее шток клапана в открытом состоянии.

Схема подключения термопары

Наиболее распространенными способами подключения измерительных приборов к термопарам являются так называемый простой способ, а также дифференцированный. Суть первого метода заключается в следующем: прибор (потенциометр или гальванометр) напрямую соединяется с двумя проводниками. При дифференцированном методе спаивается не одни, а оба конца проводников, при этом один из электродов «разрывается» измерительным прибором.

Нельзя не упомянуть и о так называемом дистанционном способе подключения термопары. Принцип работы остается неизменным. Разница лишь в том, что в цепь добавляются удлинительные провода. Для этих целей не подойдет обычный медный шнур, так как компенсационные провода в обязательном порядке должны выполняться из тех же материалов, что и проводники термопары.

 

Как работает датчик пламени в газовом котле

Датчик ионизации пламени – прибор, который призван обеспечить безопасную работу газового котельного оборудования. Устройство следит за наличием огня, и при обнаружении отсутствия пламени автоматически отключает котел. Принцип работы датчика пламени газового котла предусматривает следующее:

• функционал основан на образовании ионов и электронов при зажигании пламени. Образование ионного тока вызывает процесс притягивания ионов к электроду ионизации. Устройство подключается к датчику контроля горения;
• если при проверке датчиком контроля горения обнаруживается образование достаточного уровня ионов, это означает, что котел работает в штатном режиме. В случае снижения уровня ионов датчик блокирует работу котельного оборудования.

К ключевым причинам срабатывания датчика ионизации относят загрязнение клапана и некорректное соотношение уровня «газ-воздух». Также это происходит при оседании большого количества пыли на устройстве розжига.

Основные типы термопар для газового котла

При изготовлении термоэлектрических преобразователей применяют сплавы благородных и неблагородных металлов. Для конкретных диапазонов рабочих температур используют определенные группы сплавов.

В зависимости от металлических пар, применяемых при изготовлении, приборы делятся на несколько типов.

Для работы котельного оборудования на газовом топливе чаще всего используют следующие типы устройств:

• термопара типа E. Заводская маркировка ТХКн, представляет собой пластины из хромеля и константана. Прибор предназначен для температурного диапазона от 0°C и до +600°C;
• тип J. Предусматривает композицию из железа и константана, маркировка ТЖК. Используется для рабочих температур в пределах от -100°C и до +1200°C;
• тип Kс маркировкой ТХА, изготавливается на основе пластин из хромеля и алюмеля. Температурный диапазон применения термопары типа Kзначительный – от -200°C и до +1350°C;
• тип Lс маркировкой ТХК. Элементы конструкции представляют собой хромель и копель. Устройство предназначено для температур от -200°C и до +850°C.

Термопара для газового котла типа J

Следующие образцы продукции находят применение в сфере тяжелой промышленности:

• тип Sс маркировкой ТПП10 представляет собой композицию платинородий-платина. Применяется в установках при температурном режиме до +1700°C;
• тип Bс маркировкой ТПР состоит из композиции пластин платинородий-платинородий. Продукт предназначен для температурного диапазона от -100°C и до +1800°C.

Также изготавливаются и другие варианты аналогичных приборов из сплавов благородных металлов, которые актуальны в тяжелой промышленности и литейном производстве.

Термопара в системе газового контроля

При эксплуатации газового оборудования требуется энергонезависимая автоматика, что способствует оперативному перекрытию подачи газа в случае, если внезапно погаснет пламя. В современных отопительных котлах с газовой горелкой предусмотрена система газ-контроль, которая включает в себя электромагнитный клапан и термопару. К составным элементам электроклапана относятся:

• сердечник с обмоткой;
• колпачок;
• возвратная пружина;
• якорь;
• резинка, перекрывающая подачу газа.

При нажатии на кнопку подачи газа, шток заглубляется внутрь катушки и заряжается пружина. По регламенту клапан подачи следует удерживать около 30 секунд, чтобы термопара прогрелась, и на концах образовалось напряжение для удержания клапана внутри катушки. Термопара начинает остывать, если гаснет горелка. Что дальше происходит:

• это сопровождается уменьшением напряжения на концах термопары;
• возвратная сила пружины превышает электромагнитную силу, которая удерживает шток внутри катушки;
• клапан возвращается в исходное положение и перекрывается подача газа.

В этом заключается работа термопары в газовом котле. Система газ-контроль на термопаре отличается высокой надежностью, в том числе и благодаря тому, что она способна функционировать без подключения к энергосети.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Что такое термопара и как она работает?: ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Если вы хотите измерить температуру чего-то столь же горячего, как вулкан, обычный бытовой ртутный термометр абсолютно бесполезен. Воткните колбу ртутного термометра в вулканическую лаву (температура которой может быть намного выше 1000), и вы получите сюрприз: ртуть внутри мгновенно закипит (она превращается из жидкости в газ всего лишь при 674 ° F), а само стекло может даже расплавиться (если лава действительно горячая). Попробуйте измерить что-нибудь очень холодное (например, жидкий азот) с помощью ртутного термометра, и у вас возникнет обратная проблема: при температурах ниже -38 ° C ртуть представляет собой твердый кусок металла. Так как же измерить действительно горячие или холодные предметы? С хитрой парой электрических кабелей под названием термопара. Давайте подробнее разберемся, как это работает!

Какая связь между электричеством и теплом?

Вы заметили, что, когда мы говорим о проводимости в физике, мы можем иметь в виду две вещи? Иногда мы имеем в виду тепло, а иногда — электричество. Металл, такой как железо или золото, действительно хорошо проводит тепло и электричество; такой материал, как пластик, не очень хорошо проводит ни одно из них. 

Между тем, как металл проводит тепло, и тем, как он проводит электричество, существует прямая связь. 

Электрический ток проходит через металлы крошечными заряженными частицами внутри атомов, называемыми электронами. Когда электроны «маршируют» через материал, они уносят с собой электричество, как муравьи, несущие листья. Если электроны могут переносить электрическую энергию через металл, они также могут переносить тепловую энергию — и поэтому металлы, которые хорошо проводят электричество, также являются хорошими проводниками тепла. (Однако с неметаллами все не так просто, потому что тепло проходит через них другими, более сложными способами. Но для понимания термопар нам нужно учитывать только металлы.)

Томас Зеебек и термоэлектрический эффект

Предположим, вы воткнете железный пруток в огонь. Вы поймете, что нужно отпустить его довольно быстро, потому что тепло будет подниматься по металлу от огня к вашим пальцам. Но знаете ли вы, что электричество тоже идет по нагретому прутку? Первым, кто правильно подхватил эту идею, был немецкий физик Томас Зеебек (1770–1831), который обнаружил, что если два конца металла будут иметь разную температуру, через них будет протекать электрический ток. Это один из способов обозначить то, что сейчас известно как эффект Зеебека или термоэлектрический эффект. По мере дальнейшего исследования Зеебек обнаружил, что все еще интереснее. Если он соединял два конца металла вместе, ток не протекал; аналогично, если два конца металла имели одинаковую температуру, ток не протекал.

Основная идея термопары: два разнородных металла (серые кривые) соединены на двух концах. Если один конец термопары поместить на что-то горячее (горячий спай), а другой конец на что-то холодное (холодный спай), возникает напряжение (разность потенциалов). Вы можете измерить его, поместив вольтметр (V) через два соединения.

Зеебек повторил эксперимент с другими металлами, а затем попытался использовать вместе два разных металла. Теперь, если способ протекания электричества или тепла через металл зависит от внутренней структуры материала, вы, вероятно, можете увидеть, что два разных металла будут производить разное количество электричества, когда они нагреваются до одной температуры. Так что, если вы возьмете полосу одинаковой длины из двух разных металлов и соедините их вместе двумя концами, чтобы получилась петля. Затем окуните один конец (одно из двух стыков) во что-нибудь горячее (например, стакан с кипящей водой), а другой конец (другой стык) во что-то холодное. Тогда вы обнаружите, что электрический ток течет через петлю (которая фактически представляет собой электрическую цепь), и величина этого тока напрямую связана с разницей в температуре между двумя переходами.

Ключевой момент, который следует помнить об эффекте Зеебека, заключается в том, что величина создаваемого напряжения или тока зависит только от типа металла (или металлов), а также от разницы температур. Для создания эффекта Зеебека не нужно соединение между разными металлами: только разница температур. Однако на практике в термопарах используются металлические переходы.

Почему возникает эффект Зеебека?

Как мы уже видели, существует тесная связь между тем, насколько хорошо электричество течет в материале (электропроводность) и насколько хорошо течет тепло (теплопроводность). Мы можем думать об электронах в металле как о молекулах в газе, которые колеблются с кинетической энергией. Чем горячее газ, тем больше кинетической энергии у каждой молекулы в среднем и тем быстрее она колеблется. Подобно тому, как молекулы газа движутся быстрее, когда вы их нагреваете, электроны имеют тенденцию «диффундировать» больше, когда металл более горячий. Если вы нагреете один конец металлического стержня, электроны будут двигаться там быстрее и создадут чистый поток к более холодному концу. Это делает более горячий конец слегка положительно заряженным, а более холодный конец слегка отрицательно заряженным, создавая разницу напряжений — эффект Зеебека.

А как насчет эффекта Зеебека в соединении двух разных металлов? В одних материалах электроны движутся более свободно, чем в других. В этом основная разница между проводниками и изоляторами, а также между хорошими проводниками и плохими. Если вы соедините два разных металла вместе, свободные электроны будут перемещаться из одного материала в другой посредством своего рода диффузии. Так, например, если вы соедините кусок меди с куском железа, электроны имеют тенденцию перемещаться от железа к меди, в результате чего медь заряжается более отрицательно, а железо — более положительно. Если железо и медь соединены в петлю с двумя переходами, один из переходов получит положительное напряжение, а другой — равное и противоположное отрицательное напряжение, не создавая напряжения в целом. Но если один из стыков горячее другого, электроны будут легче диффундировать между металлами. Это означает, что напряжение на двух переходах будет отличаться на величину, которая зависит от разницы их температур. Это эффект Зеебека — и это основа работы большинства термопар.

Измерение температуры с помощью термопары

Если вы измеряете несколько известных температур с помощью этого устройства с металлическим спаем, вы можете выяснить формулу — математическое соотношение, — которое связывает ток и температуру. Это называется калибровкой: это как разметка шкалы на термометре. После калибровки у вас есть инструмент, который можно использовать для измерения температуры всего, что вам нравится.

Просто поместите один из металлических концов в ванну со льдом (или что-нибудь еще с точно известной температурой). Поместите другой металлический стык на предмет, температуру которого вы хотите узнать. Теперь измерьте происходящее изменение напряжения и, используя формулу, которую вы вычислили ранее, вы можете точно рассчитать температуру вашего объекта. Гениально! У нас есть пара металлов, которые соединены для измерения тепла (что по-гречески называлось «термос»). Вот почему это называется термопарой.

Что такое термопары на практике?

Для различных применений доступен широкий спектр различных термопар на основе металлов с высокой проводимостью, таких как железо, никель, медь, хром, алюминий, платина, родий и их сплавы . Иногда конкретная термопара выбирается исключительно потому, что она точно работает в определенном диапазоне температур, но условия, в которых она работает, также могут влиять на выбор (например, материалы в термопаре могут быть немагнитными , некоррозионными или стойкими к атакам. отдельными химическими веществами).

Для чего используются термопары?

Термопары широко используются в науке и промышленности, потому что они, как правило, очень точны и могут работать в огромном диапазоне действительно высоких и низких температур. Поскольку они генерируют электрические токи, они также полезны для автоматизированных измерений: гораздо проще получить электронную схему или компьютер для измерения температуры термопары через определенные промежутки времени, чем делать это самостоятельно с помощью термометра. Поскольку в них нет ничего особенного, кроме пары металлических полос, термопары также относительно недороги и (при условии, что используемые металлы имеют достаточно высокую температуру плавления) достаточно долговечны, чтобы работать в довольно суровых условиях.

Для нагревательных систем термопары являются незаменимым инструментом, который позволяет измерять показатели температуры системы, нагревательных элементов, обрабатываемых материалов. К примеру, на экструзионных линиях термопары устанавливаются на каждый кольцевой нагреватель, греющий цилиндр экструдера, в каждую зону нагрева для измерения температуры расплава, в фильеру для определения температуры на выходе.

В компании Элемаг вы можете купить различные типы термопар таких пар металлов, как хромель-алюмель (тип К), железо-константан (тип J) и хромель-копель (тип L).

принцип действия, схемы, таблица типов термопар и т.д.

Термопары — это наиболее распространенное устройство для измерения температуры. Термопары генерируют напряжение при нагревании и возникающий ток позволяет проводить измерения температуры. Отличается своей простотой, невысокой стоимостью, но внушительной долговечностью. Благодаря своим преимуществам, термопара используется повсеместно.

Стандартная термопара

Рекомендуем обратить внимание и на другие приборы для измерения температуры.

Принцип работы термопары

Термопара представляет собой два провода, изготовленных из различных металлов. Эти два провода скреплены или сварены вместе и образуют спай. Когда на этот спай оказывают воздействие изменения температуры, то термопара реагирует на них генерируя напряжение, пропорциональное по величине изменениям температуры.

Если термопара подсоединена к электрической цепи, то величина генерируемого напряжения будет отображаться на шкале измерительного прибора. Затем показания прибора могут быть преобразованы в температурные показания с помощью таблицы. На некоторых приборах шкала откалибрована непосредственно в градусах.

Термопара в электрической цепи

Спай термопары

В конструкции большинства термопар предусмотрен только один спай. Однако, когда термопара подсоединяется к электрической цепи, то в точках ее подсоединения может образовываться еще один спай.

Цепь термопары

Цепь, показанная на рисунке, состоит из трех проводов, помеченных как А, В и С. Провода скручены между собой и помечены как D и Е. Спай представляет собой дополнительный спай, который образуется, когда термопара подсоединяется к цепи. Этот спай называется свободным (холодным) спаем термопары. Спай Е — это рабочий (горячий) спай. В цепи находится измерительный прибор, который измеряет разницу величин напряжения на двух спаях.

Два спая соединены таким образом, что их напряжение противодействует друг другу. Таким образом, на обоих спаях генерируется одна и та же величина напряжения и показания прибора будут равны нулю. Так как существует прямо пропорциональная зависимость между температурой и величиной напряжения, генерируемой спаем термопары, то два спая будут генерировать одни и те же величины напряжения, когда температура на них будет одинаковой.

Воздействие нагрева одного спая термопары

Когда спай термопары нагревается, величина напряжения повышается прямо пропорционально. Поток электронов от нагретого спая протекает через другой спай, через измерительный прибор и возвращается обратно на горячий спай. Прибор показывает разницу напряжения между двумя спаями. Разность напряжения между двумя спаями. Разность напряжения, показываемая прибором, преобразуется в температурные показания либо с помощью таблицы, либо прямо отображается на шкале, которая откалибрована в градусах.

Холодный спай термопары

Холодный спай часто представляет собой точку, где свободные концы проводов термопары подсоединяются к измерительному прибору.

В силу того, что измерительный прибор в цепи термопары в действительности измеряет разность напряжения между двумя спаями, то напряжение холодного спая должно поддерживаться на неизменном уровне, насколько это возможно. Поддерживая напряжение на холодном спае на неизменном уровне мы тем самым гарантируем, что отклонение в показаниях измерительного прибора свидетельствует о изменении температуры на рабочем спае.

Если температура вокруг холодного спая меняется, то величина напряжения на холодном спае также изменится. В результате изменится напряжение на холодном спае. И как следствие разница в напряжении на двух спаях тоже изменится, что в конечном итоге приведет к неточным показаниям температуры.

Для того, чтобы сохранить температуру на холодном спае на неизменном уровне во многих термопарах используются компенсирующие резисторы. Резистор находится в том же месте, что и холодный спай, так что температура воздействует на спай и резистор одновременно.

Цепь термопары с компенсирующим резистором

Рабочий спай термопары (горячий)

Рабочий спай — это спай, который подвержен воздействию технологического процесса, чья температура измеряется. Ввиду того, что напряжение, генерируемое термопарой прямо пропорционально ее температуре, то при нагревании рабочего спая, он генерирует больше напряжения, а при охлаждении — меньше.

Рабочий спай и холодный спай

Типы термопары

Термопары конструируются с учетом диапазона измеряемых температур и могут изготавливаться из комбинаций различных металлов. Комбинация используемых металлов определяет диапазон температур, измеряемых термопарой. По этой причине была разработана маркировка с помощью букв для обозначения различных типов термопар. Каждому типу присвоено соответствующее буквенное обозначение, и это буквенное обозначение указывает на комбинацию используемых металлов в данной термопаре.

Типы термопар и диапазон их температур

Когда термопара подключается к электрической цепи, то она не будет работать нормально пока не будет соблюдена полярность при подключении. Плюсовые провода должны быть соединены вместе и подсоединены к плюсовому выводу цепи, а минусовые к минусовому. Если провода перепутать, то рабочий спай и холодный спай не будут в противофазе и показания температуры будут неточными. Одним из способов определения полярности проводов термопары -это определение по цвету изоляции на проводах. Помните, что минусовой провод во всех термопарах — красный.

Цвет изоляции проводов термопар

Во многих случаях приходится использовать провода для удлинения протяженности цепи термопары. Цвет изоляции соединительных проводов также несет в себе информацию. Цвет внешней изоляции соединительных проводов — разный, в зависимости от производителя, однако цвет первичной изоляции проводов обычно соответствует кодировке, указанной в таблице выше.

Неисправности термопары

Если термопара выдает неточные показания температуры, и было проверено, что нет ослабленных соединений, то причина может крыться либо в регистрирующем приборе, либо в самой термопаре, первым обычно проверяется регистрирующий прибор, так как приборы чаще выходят из строя, чем термопары.

Более того, если прибор показывает хоть какие-нибудь показания, пусть даже неточные, то, скорей всего, дело не в термопаре. Если термопара неисправна, то обычно она не выдает вообще никакого напряжения, и прибор не будет выдавать никаких показаний. Если показаний на приборе нет совсем, то вероятно дело в термопаре.

Если Вы подозреваете, что термопара вышла из строя, то проверьте ее сигнал на выходе с помощью прибора, который называется милливольтный потенциометр, который используется для измерения малых величин напряжения.

ПотенциометрКонструкция

, принцип работы и его применение

В 1821 году физик по имени Томас Зеебек обнаружил, что когда два разных металлических провода были соединены на обоих концах одного соединения в цепи при воздействии температуры на соединение, возникнет быть потоком тока через цепь, которая известна как электромагнитное поле (ЭМП). Энергия, производимая цепью, называется эффектом Зеебека. Используя эффект Томаса Зеебека в качестве ориентира, оба итальянских физика, а именно Леопольдо Нобили и Македонио Меллони, в 1826 году совместно разработали термоэлектрическую батарею, которая называется тепловым умножителем. а также термобатарея для расчета излучения.Некоторые люди назвали Нобили первооткрывателем термопары.

Что такое термопара?

Термопару можно определить как своего рода датчик температуры, который используется для измерения температуры в одной конкретной точке в виде ЭДС или электрического тока. Этот датчик состоит из двух разнородных металлических проводов, соединенных вместе в одном стыке. На этом переходе можно измерить температуру, а изменение температуры металлической проволоки стимулирует напряжения.

Термопара

Величина ЭДС, генерируемая в устройстве, очень мала (милливольт), поэтому для расчета ЭДС, создаваемой в цепи, необходимо использовать очень чувствительные устройства. Обычными устройствами, используемыми для расчета ЭДС, являются потенциометр балансировки напряжения и обычный гальванометр. Из этих двух балансировочный потенциометр используется физически или механически.

Принцип работы термопары

Принцип работы термопары в основном зависит от трех эффектов, а именно Зеебека, Пельтье и Томпсона.

См. Эффект Бека

Этот тип эффекта возникает между двумя разнородными металлами. Когда тепло поступает к любому из металлических проводов, поток электронов переходит от горячего металлического провода к холодному. Следовательно, в цепи стимулирует постоянный ток.

Эффект Пельтье

Этот эффект Пельтье противоположен эффекту Зеебека. Этот эффект утверждает, что разница температур между любыми двумя разнородными проводниками может быть сформирована путем применения изменения потенциала между ними.

Эффект Томпсона

Этот эффект заявляет, что, когда два несопоставимых металла соединяются вместе, и если они образуют два соединения, то напряжение вызывает общую длину проводника из-за градиента температуры. Это физическое слово, которое демонстрирует изменение скорости и направления температуры в определенном месте.

Конструкция термопары

Конструкция устройства показана ниже. Он состоит из двух разных металлических проводов, соединенных вместе на конце соединения.Соединение мыслит как измерительный конец. Конец соединения подразделяется на три типа: незаземленный, заземленный и открытый.

Конструкция термопары

Незаземленный переход

В этом типе спая проводники полностью отделены от защитной крышки. Область применения этого соединения в основном включает работы по установке высокого давления. Основное преимущество использования этой функции — уменьшение эффекта паразитного магнитного поля.

Заземленное соединение

В этом типе соединения металлические провода, а также защитная крышка соединяются вместе.Эта функция используется для измерения температуры в кислой атмосфере и обеспечивает устойчивость к шуму.

Открытый переход

Открытый переход применяется в областях, где требуется быстрое реагирование. Этот тип спая используется для измерения температуры газа. Металл, из которого изготовлен датчик температуры, в основном зависит от расчетного диапазона температуры.

Обычно термопара конструируется с двумя разными металлическими проводами, а именно железом и константаном, которые образуют детектирующий элемент, соединяясь в одном спайе, который называется горячим спаем.Он состоит из двух спайов, один спай подключается с помощью вольтметра или передатчика, где холодный спай, а второй спай связан в процессе, который называется горячим спаем.

Как работает термопара?

Схема термопары показана на рисунке ниже. Эта схема может быть построена из двух разных металлов, и они соединяются вместе путем образования двух переходов. Два металла соединены сваркой.

На приведенной выше схеме соединения обозначены P & Q, а температуры обозначены T1, & T2.Когда температуры спая отличаются друг от друга, в цепи возникает электромагнитная сила.

Цепь термопары

Если температура на конце перехода превращается в эквивалент, то в цепи возникает эквивалент, а также обратная электромагнитная сила, и ток через нее не протекает. Точно так же температура в конце перехода становится несбалансированной, а затем в этой цепи индуцируется изменение потенциала.

Величина индукции электромагнитной силы в цепи зависит от материалов, используемых для изготовления термопар.Полный ток по цепи рассчитывается измерительными приборами.

Электромагнитная сила, индуцированная в цепи, рассчитывается по следующему уравнению:

E = a (∆Ө) + b (∆Ө) 2

Где ∆Ө — это разница температур между горячим концом спая термопары. в качестве эталонного конца спая термопары a и b являются константами.

Типы термопар

In Прежде чем переходить к обсуждению типов термопар, необходимо принять во внимание, что термопара должна быть защищена защитным кожухом для изоляции от атмосферных температур.Такое покрытие значительно минимизирует коррозионное воздействие на устройство.

Итак, существует множество типов термопар. Давайте рассмотрим их подробнее.

Тип K — также называется термопарой никель-хромового / никель-алюмелевого типа. Это наиболее часто используемый тип. Он отличается повышенной надежностью, точностью и недорого, а также может работать в расширенных диапазонах температур.

Диапазон температур:

Проволока для термопар — от -454F до 2300F (-270 ⁰ C до 1260 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 200 ⁰ C)

Этот К-тип имеет уровень точности

Standard +/- 2.2C или +/- 0,75%, а специальные пределы составляют +/- 1,1C или 0,4%

Тип J — это смесь железа / константана. Это также наиболее часто используемый тип термопар. Он отличается повышенной надежностью, точностью и недорого. Это устройство может работать только в меньших диапазонах температур и имеет короткий срок службы при работе в высоком диапазоне температур.

Диапазон температур:

Провода для термопар — от -346F до 1400F (-210 ⁰ C до 760 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 200 ⁰ C)

Этот тип J имеет уровень точности

Standard +/- 2.2C или +/- 0,75%, а специальные пределы составляют +/- 1,1C или 0,4%

Тип T — это смесь меди / константана. Термопара Т-типа обладает повышенной стабильностью и обычно применяется для низкотемпературных применений, таких как морозильники со сверхнизкими температурами и криогенная техника.

T Тип Термопара

Диапазон температур:

Провод для термопары — от -454F до 700F (-270 ⁰ C до 370 ⁰ C)

Удлинительный провод (от 0 ⁰ C до 200 ⁰ C )

Этот тип T имеет уровень точности

Standard +/- 1.0C или +/- 0,75%, а специальные пределы составляют +/- 0,5C или 0,4%

Тип E — это смесь никель-хрома / константана. По сравнению с термопарами типов K и J, он обладает большей сигнальной способностью и повышенной точностью при работе при ≤ 1000F.

E Тип

Диапазон температур:

Провода для термопар — от -454F до 1600F (-270 ⁰ C до 870 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 200 ⁰ C)

Этот тип T имеет уровень точности

Standard +/- 1.7C или +/- 0,5%, а специальные пределы составляют +/- 1,0C или 0,4%.

Тип N — считается термопарой Nicrosil или Nisil. Уровни температуры и точности типа N аналогичны типу K. Но этот тип более дорогой, чем тип K.

Диапазон температур:

Провода для термопар — от -454F до 2300F (-270 ⁰ C до 392 ⁰ C)

Удлинительный провод (от 0 ⁰ C до 200 ⁰ C)

Этот T-образный тип имеет уровень точности

Standard +/- 2.2C или +/- 0,75%, а специальные пределы составляют +/- 1,1C или 0,4%.

Тип S — считается термопарой платина / родий или 10% / платина. Термопары типа S используются в высокотемпературных приложениях, например, в биотехнологических и фармацевтических организациях. Он даже используется для приложений с меньшим температурным диапазоном из-за его повышенной точности и стабильности.

S Тип

Диапазон температур:

Провода для термопар — от -58F до 2700F (-50 ⁰ C до 1480 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 200 ⁰ C)

Этот тип T имеет уровень точности

Standard +/- 1.5C или +/- 0,25%, а специальные пределы составляют +/- 0,6C или 0,1%

Тип R — считается термопарой платина / родий или 13% / платина. Термопары типа S используются в высокотемпературном диапазоне. Этот тип включает большее количество родия, чем тип S, что делает устройство более дорогим. Характеристики и производительность типов R и S почти одинаковы. Он даже используется для приложений с меньшим температурным диапазоном из-за его повышенной точности и стабильности.

R Тип

Диапазон температур:

Провода для термопар — от -58F до 2700F (от -50 ⁰ C до 1480 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 200 ⁰ C)

Этот T-тип имеет уровень точности

Стандартный +/- 1,5C или +/- 0,25%, а специальные пределы составляют +/- 0,6C или 0,1%

Тип B — Он рассматривается как 30% платинородия или 60% платинородия термопары. Это широко используется в приложениях с более высокими температурами.Из всех вышеперечисленных типов тип B имеет самый высокий температурный предел. При повышенных температурах термопара типа B будет сохранять повышенную стабильность и точность.

Тип B Термопара

Диапазон температур:

Провода для термопар — от 32F до 3100F (0 ⁰ C до 1700 ⁰ C)

Удлинительный провод (0 ⁰ C до 100 ⁰ C)

Этот T-тип имеет уровень точности

Стандарт +/- 0,5%

Типы S, R и B считаются термопарами из благородных металлов.Они выбраны потому, что они могут работать даже в высокотемпературных диапазонах, обеспечивая высокую точность и длительный срок службы. Но по сравнению с типами из недрагоценных металлов они более дорогие.

При выборе термопары необходимо учитывать множество факторов, которые подходят для их применения.

• Проверьте, какие диапазоны низких и высоких температур необходимы для вашего применения?
• Какой бюджет термопары будет использоваться?
• Какой процент точности использовать?
• В каких атмосферных условиях работает термопара, например, в инертных газах или в окислительных
• Каков ожидаемый уровень отклика, что означает, как быстро устройство должно реагировать на изменения температуры?
• Какой срок службы требуется?
• Проверить перед работой, погружено ли устройство в воду и на какую глубину?
• Будет ли использование термопары прерывистым или непрерывным?
• Будет ли термопара подвергаться скручиванию или изгибу в течение всего срока службы устройства?

Как узнать, что у вас плохая термопара?

Чтобы узнать, исправна ли термопара, необходимо провести тестирование устройства.Прежде чем приступить к замене устройства, необходимо убедиться, что оно действительно работает или нет. Для этого вполне достаточно мультиметра и базовых знаний электроники. В основном существует три подхода к тестированию термопары с помощью мультиметра, и они описаны ниже:

Тест сопротивления

Для выполнения этого теста устройство должно быть помещено в линию газового прибора, а необходимое оборудование — цифровой мультиметр и крокодил. клипы.

Процедура — Подсоедините зажимы типа «крокодил» к секциям мультиметра.Присоедините зажимы к обоим концам термопары, где один конец будет загнут в газовый клапан. Теперь включите мультиметр и запишите варианты считывания. Если мультиметр показывает малые значения сопротивления, значит, термопара в идеальном рабочем состоянии. Или, если показание составляет 40 Ом или более, значит, оно не в хорошем состоянии.

Тест на разрыв цепи

Используемое оборудование — зажимы типа «крокодил», зажигалка и цифровой мультиметр. Здесь вместо измерения сопротивления рассчитывается напряжение.Теперь зажигалкой нагрейте один конец термопары. Когда мультиметр показывает напряжение в диапазоне 25-30 мВ, значит, он исправен. Или же, когда напряжение близко к 20мВ, тогда устройство необходимо заменить.

Тест замкнутой цепи

Используемое оборудование — зажимы типа «крокодил», адаптер термопары и цифровой мультиметр. Здесь адаптер помещается внутри газового клапана, а затем термопара помещается на один край адаптера. Теперь включите мультиметр.Когда показание находится в диапазоне 12-15 мВ, устройство находится в исправном состоянии. Или, когда показание напряжения падает ниже 12 мВ, это указывает на неисправное устройство.

Итак, используя описанные выше методы тестирования, можно выяснить, исправна ли термопара.

В чем разница между термостатом и термопарой?

Различия между термостатом и термопарой:

имеет лучшую чувствительность

Характеристика	Термопара	Термостат
Диапазон температур от	до -13174 от 9095 до 3272 F 302 0 F
Диапазон цен	Меньше	Высокая
Стабильность	Обеспечивает меньшую стабильность	Обеспечивает среднюю стабильность
Чувствительность	Термопара
Линейность	Умеренная	Плохая
Стоимость системы	Высокая	Средняя

Преимущества и недостатки

К преимуществам термопар можно отнести следующие.

• Высокая точность
• Он прочный и может использоваться в суровых условиях, а также в условиях высокой вибрации.
• Тепловая реакция быстрая
• Рабочий диапазон температур широкий.
• Широкий диапазон рабочих температур
• Низкая стоимость и очень высокая стабильность

К недостаткам термопары можно отнести следующее.

• Нелинейность
• Наименьшая стабильность
• Низкое напряжение
• Требуется ссылка
• Наименьшая чувствительность
• Перекалибровка термопары сложная

Применения

Некоторые из применений термопар включают следующее.

• Они используются в качестве датчиков температуры в термостатах в офисах, домах, офисах и на предприятиях.
• Они используются в промышленности для контроля температуры металлов в чугуне, алюминии и других металлах.
• Они используются в пищевой промышленности для криогенных и низкотемпературных применений. Термопары используются в качестве теплового насоса для термоэлектрического охлаждения.
• Используются для измерения температуры на химических заводах, нефтяных заводах.
• Они используются в газовых машинах для обнаружения пилотного пламени.

В чем разница между RTD и термопарой?

Еще одна важная вещь, которую необходимо учитывать в случае термопары, — это то, чем она отличается от устройства RTD. Итак, таблица объясняет различия между RTD и термопарой.

RTD	Термопара
RTD широко подходит для измерения меньшего диапазона температур, которые находятся в диапазоне (от -200 0 C до 500 0 C)	Термопара подходит для измерения более высокого диапазона температур, который составляет от (-180 0 C до 2320 0 C)
Для минимального диапазона переключений он демонстрирует повышенную стабильность	Они имеют минимальную стабильность, а также результаты не точен при многократных испытаниях
Он имеет большую точность, чем термопара	Термопара имеет меньшую точность
Диапазон чувствительности больше и может даже рассчитывать минимальные изменения температуры	Диапазон чувствительности меньше, и они не могут быть вычислены минимальными изменения температуры
RTD-устройства имеют хорошее время отклика	Therm Ocoules обеспечивают более быстрый отклик, чем RTD
Выходной сигнал имеет линейную форму	Выходной сигнал имеет нелинейную форму
Они более дорогие, чем термопары	Они экономичны, чем RTD

Какова продолжительность жизни?

Срок службы термопары зависит от области применения, когда она используется.Таким образом, невозможно точно предсказать срок службы термопары. При правильном уходе за устройством он прослужит долго. В то время как при продолжительном использовании они могут быть повреждены из-за эффекта старения.

Кроме того, из-за этого будет снижена выходная мощность и сигналы будут иметь низкую эффективность. Цена термопары тоже не высока. Таким образом, рекомендуется изменять термопару каждые 2-3 года. Это ответ на вопрос . Каков срок службы термопары ?

Итак, это все о термопаре.Из приведенной выше информации, наконец, мы можем сделать вывод, что измерение выхода термопары может быть рассчитано с использованием таких методов, как мультиметр, потенциометр и усилитель с помощью устройств вывода. Основное назначение термопары — обеспечить последовательные и прямые измерения температуры в нескольких различных приложениях.

Как работают термопары? Принципы работы термопар

text.skipToContent text.skipToNavigation

переключить

• Услуги
  • Конфигурируемые
    • Конфигурируемые
    • Датчик термопары
      • Датчик термопары
    • Датчики RTD
      • Датчики RTD
    • Датчики давления
      • Датчики давления
    • Термисторы
      • Термисторы
  • Калибровка
    • Калибровка
    • Инфракрасная температура
      • Инфракрасная температура
    • Относительная влажность
      • Относительная влажность
    • Давление
      • Давление
    • Сила / деформация
      • Сила / деформация
    • Расход
      • Поток
    • Температура
      • Температура
  • Служба поддержки клиентов
    • Служба поддержки клиентов
  • Индивидуальное проектирование
    • Заказное проектирование
  • Заказ по номеру детали
    • Заказ по номеру детали
• Ресурсы

Чат Чат

Тележка

• • Услуги
    • Услуги
    • Конфигурируемые
      • Конфигурируемые
      • Датчик термопары
      • Датчики RTD
      • Датчики давления
      • Термисторы
    • Калибровка
      • Калибровка
      • Инфракрасная температура
      • Относительная влажность
      • Давление
      • Сила / деформация
      • Поток
      • Температура
    • Служба поддержки клиентов
      • Служба поддержки клиентов
    • Индивидуальное проектирование
      • Заказное проектирование
    • Заказ по номеру детали
      • Заказ по номеру детали
  • Ресурсы
    • Ресурсы
  • Справка
    • Справка
  • Измерение температуры
    • Измерение температуры
    • Датчики температуры
      • Температурные датчики
      • Зонды датчика воздуха
      • Ручные зонды
      • Зонды с промышленными головками
      • Датчики со встроенными разъемами
      • Зонды с выводами
      • Профильные зонды
      • Санитарные зонды
      • Зонды с вакуумным фланцем
      • Реле температуры
    • Калибраторы температуры
      • Калибраторы температуры
      • Калибраторы Blackbody
      • Калибраторы сухих блоков и ванн
      • Ручные калибраторы
      • Калибраторы точки льда
      • Тестеры точки плавления
    • Инструменты для измерения температуры и кабеля
      • Инструменты для измерения температуры и кабеля
      • Обжимные инструменты
      • Сварщики
      • Инструмент для зачистки проводов
    • Термометры с циферблатом и стержнем
      • Термометры с циферблатом и стержнем
      • Термометры циферблатные
      • Цифровые термометры
      • Жидкость в стеклянных термометрах
    • Температура провода и кабеля
      • Температурный провод и кабель
      • Удлинительные провода и кабели
      • Монтажные провода
      • Кабели с минеральной изоляцией
      • Провода для термопар
      • Нагревательный провод и кабели
    • Бесконтактное измерение температуры
      • Бесконтактное измерение температуры
      • Фиксированные инфракрасные датчики температуры
      • Портативные инфракрасные промышленные термометры
      • Измерение температуры человека
      • Тепловизор
    • Этикетки, лаки и маркеры температуры
      • Этикетки, лаки и маркеры температуры
      • Необратимые температурные этикетки
      • Реверсивные температурные этикетки
      • Температурные маркеры и лаки
    • Защитные гильзы, защитные трубки и головки
      • Защитные гильзы, защитные трубки и головки
      • Защитные головки и трубки
      • Защитные гильзы
    • Чувствительные элементы температуры
      • Температурные датчики
    • Датчики температуры поверхности
      • Датчики температуры поверхности
    • Проволочные датчики температуры
      • Проволочные датчики температуры
    • Температурные соединители, панели и блоки в сборе
      • Температурные соединители, панели и блоки в сборе
      • Проходы
      • Панельные соединители и узлы
      • Разъемы температуры
      • Клеммные колодки и наконечники
    • Регистраторы данных температуры и влажности
      • Регистраторы данных температуры и влажности
    • Измерители температуры, влажности и точки росы
      • Измерители температуры, влажности и точки росы
  • Управление и мониторинг
    • Контроль и мониторинг
    • Движение и положение
      • Движение и положение
      • Двигатели переменного и постоянного тока
      • Акселерометры
      • Датчики смещения
      • Захваты
      • Датчики приближения
      • Поворотные смещения и энкодеры
      • Регуляторы скорости
      • Датчики скорости
      • Шаговые приводы
      • Шаговые двигатели
    • Сигнализация
      • Сигнализация
    • Счетчики
      • Метров
      • Счетчики и измерители скорости
      • Многоканальные счетчики
      • Счетчики процесса
      • Счетчики специального назначения
      • Тензометры
      • Измерители температуры
      • Таймеры
      • Универсальные измерители входа
    • Переключатели процесса
      • Переключатели процесса
      • Реле потока
      • Реле уровня
      • Выключатели с ручным выключением
      • Реле давления
      • Реле температуры
    • Контроллеры
      • Контроллеры
      • Контроллеры влажности и влажности
      • Контроллеры уровня
      • Контроллеры пределов
      • Многоконтурные контроллеры
      • ПИД-регуляторы
      • ПЛК
      • Регуляторы давления
      • Термостаты
    • Дополнительные платы
      • Дополнительные платы
    • Реле
      • Реле
      • Программируемые реле
      • Модули твердотельного ввода-вывода
      • Твердотельные реле
    • Воздух, почва, жидкость и газ
      • Воздух, почва, жидкость и газ
      • Преобразователи воздуха и газа
      • Контроллеры качества воды
      • Датчики качества воды
      • Датчики качества воды
    • Клапаны
      • Клапаны
      • Поршневые клапаны с угловым корпусом
      • Сливные клапаны
      • Блокирующие предохранительные клапаны
      • Игольчатые клапаны
      • Пропорциональные клапаны
      • Электромагнитные клапаны
  • Тестирование и проверка
    • Тест и проверка
    • Бороскопы
      • Бороскопы
    • Портативные счетчики
      • Портативные счетчики
      • Токоизмерительные клещи
      • Децибел-метры
      • Газоанализаторы
      • Детекторы утечки газа
      • Метры Гаусса
      • Твердость
      • Светомеры
      • Мультиметры
      • Скорость
      • Измерители температуры, влажности и точки росы
      • Измерители вибрации
      • Анемометры
      • Манометры
    • Аэродинамические трубы
      • Аэродинамические трубы
    • Весы и весы
      • Весы и весы
    • Тепловидение
      • Тепловизор
    • Воздух, почва, жидкость и газ
      • Воздух, почва, жидкость и газ
      • Газоанализаторы
      • Растворы для калибровки
      • Анализаторы хлора
      • Бумага для измерения pH
      • pH-метры
      • Измерители вязкости
      • Счетчики качества воды
      • Наборы для проверки воды
  • Сбор данных
    • Сбор данных
    • Модули сбора данных
      • Модули сбора данных
    • Преобразователи данных и переключатели
      • Преобразователи данных и переключатели
      • Преобразователи данных
      • Коммутаторы Ethernet
    • Формирователи сигналов
      • Формирователи сигналов
      • Формирователи сигналов для DIN-рейки
      • Формирователи сигналов для монтажа на голове
      • Специальные кондиционеры
      • Датчики температуры и влажности
      • Универсальные программируемые передатчики
    • Регистраторы данных
      • Регистраторы данных
      • Регистрация данных по Ethernet и беспроводной сети
      • Многоканальные программируемые и универсальные регистраторы входных данных
      • Регистраторы данных давления, деформации и удара
      • Регистраторы данных напряжения и тока процесса
      • Специальные регистраторы данных
      • Регистраторы данных состояния, событий и импульсов
      • Регистраторы данных температуры и влажности
    • Регистраторы
      • Регистраторы
      • Гибридные бумажные регистраторы
      • Безбумажные регистраторы
    • Программное обеспечение
      • Программное обеспечение
    • Интернет вещей и беспроводные системы
      • Интернет вещей и беспроводные системы
  • Измерение давления
    • Измерение давления
    • Манометры
      • Манометры
      • Аналоговые манометры
      • Цифровые манометры
    • Манометры
      • Манометры
    • Принадлежности для измерения давления
      • Принадлежности для измерения давления
      • Давление охлаждения Элементы
      • Кабели и соединители «давление-сила»
      • Воздушные фильтры
      • Лубрикаторы для воздуховодов
      • Трубопроводная арматура
      • Демпферы давления
      • Тубус по длине
    • Датчики давления
      • Датчики давления
    • Калибраторы давления
      • Калибраторы давления
    • Регуляторы давления
      • Регуляторы давления
    • Реле давления
      • Реле давления
  • Измерение силы и деформации

Ступица термопары

текст.перейти к содержанию text.skipToNavigation

переключить

• Услуги
  • Конфигурируемые
    • Конфигурируемые
    • Датчик термопары
      • Датчик термопары
    • Датчики RTD
      • Датчики RTD
    • Датчики давления
      • Датчики давления
    • Термисторы
      • Термисторы
  • Калибровка
    • Калибровка
    • Инфракрасная температура
      • Инфракрасная температура
    • Относительная влажность
      • Относительная влажность
    • Давление
      • Давление
    • Сила / деформация
      • Сила / деформация
    • Расход
      • Поток
    • Температура
      • Температура
  • Служба поддержки клиентов
    • Служба поддержки клиентов
  • Индивидуальное проектирование
    • Заказное проектирование
  • Заказ по номеру детали
    • Заказ по номеру детали
• Ресурсы

Чат Чат

Тележка

• • Услуги
    • Услуги
    • Конфигурируемые
      • Конфигурируемые
      • Датчик термопары
      • Датчики RTD
      • Датчики давления
      • Термисторы
    • Калибровка
      • Калибровка
      • Инфракрасная температура
      • Относительная влажность
      • Давление
      • Сила / деформация
      • Поток
      • Температура
    • Служба поддержки клиентов
      • Служба поддержки клиентов
    • Индивидуальное проектирование
      • Заказное проектирование
    • Заказ по номеру детали
      • Заказ по номеру детали
  • Ресурсы
    • Ресурсы
  • Справка
    • Справка
  • Измерение температуры
    • Измерение температуры
    • Датчики температуры
      • Температурные датчики
      • Зонды датчика воздуха
      • Ручные зонды
      • Зонды с промышленными головками
      • Датчики со встроенными разъемами
      • Зонды с выводами
      • Профильные зонды
      • Санитарные зонды
      • Зонды с вакуумным фланцем
      • Реле температуры
    • Калибраторы температуры
      • Калибраторы температуры
      • Калибраторы Blackbody
      • Калибраторы сухих блоков и ванн
      • Ручные калибраторы
      • Калибраторы точки льда
      • Тестеры точки плавления
    • Инструменты для измерения температуры и кабеля
      • Инструменты для измерения температуры и кабеля
      • Обжимные инструменты
      • Сварщики
      • Инструмент для зачистки проводов
    • Термометры с циферблатом и стержнем
      • Термометры с циферблатом и стержнем
      • Термометры циферблатные
      • Цифровые термометры
      • Жидкость в стеклянных термометрах
    • Температура провода и кабеля
      • Температурный провод и кабель
      • Удлинительные провода и кабели
      • Монтажные провода
      • Кабели с минеральной изоляцией
      • Провода для термопар
      • Нагревательный провод и кабели
    • Бесконтактное измерение температуры
      • Бесконтактное измерение температуры
      • Фиксированные инфракрасные датчики температуры
      • Портативные инфракрасные промышленные термометры
      • Измерение температуры человека
      • Тепловизор
    • Этикетки, лаки и маркеры температуры
      • Этикетки, лаки и маркеры температуры
      • Необратимые температурные этикетки
      • Реверсивные температурные этикетки
      • Температурные маркеры и лаки
    • Защитные гильзы, защитные трубки и головки
      • Защитные гильзы, защитные трубки и головки
      • Защитные головки и трубки
      • Защитные гильзы
    • Чувствительные элементы температуры
      • Температурные датчики
    • Датчики температуры поверхности
      • Датчики температуры поверхности
    • Проволочные датчики температуры
      • Проволочные датчики температуры
    • Температурные соединители, панели и блоки в сборе
      • Температурные соединители, панели и блоки в сборе
      • Проходы
      • Панельные соединители и узлы
      • Разъемы температуры
      • Клеммные колодки и наконечники
    • Регистраторы данных температуры и влажности
      • Регистраторы данных температуры и влажности
    • Измерители температуры, влажности и точки росы
      • Измерители температуры, влажности и точки росы
  • Управление и мониторинг
    • Контроль и мониторинг
    • Движение и положение
      • Движение и положение
      • Двигатели переменного и постоянного тока
      • Акселерометры
      • Датчики смещения
      • Захваты
      • Датчики приближения
      • Поворотные смещения и энкодеры
      • Регуляторы скорости
      • Датчики скорости
      • Шаговые приводы
      • Шаговые двигатели
    • Сигнализация
      • Сигнализация
    • Счетчики
      • Метров
      • Счетчики и измерители скорости
      • Многоканальные счетчики
      • Счетчики процесса
      • Счетчики специального назначения
      • Тензометры
      • Измерители температуры
      • Таймеры
      • Универсальные измерители входа
    • Переключатели процесса
      • Переключатели процесса
      • Реле потока
      • Реле уровня
      • Выключатели с ручным выключением
      • Реле давления
      • Реле температуры
    • Контроллеры
      • Контроллеры
      • Контроллеры влажности и влажности
      • Контроллеры уровня
      • Контроллеры пределов
      • Многоконтурные контроллеры
      • ПИД-регуляторы
      • ПЛК
      • Регуляторы давления
      • Термостаты
    • Дополнительные платы
      • Дополнительные платы
    • Реле
      • Реле
      • Программируемые реле
      • Модули твердотельного ввода-вывода
      • Твердотельные реле
    • Воздух, почва, жидкость и газ
      • Воздух, почва, жидкость и газ
      • Преобразователи воздуха и газа
      • Контроллеры качества воды
      • Датчики качества воды
      • Датчики качества воды
    • Клапаны
      • Клапаны
      • Поршневые клапаны с угловым корпусом
      • Сливные клапаны
      • Блокирующие предохранительные клапаны
      • Игольчатые клапаны
      • Пропорциональные клапаны
      • Электромагнитные клапаны
  • Тестирование и проверка
    • Тест и проверка
    • Бороскопы
      • Бороскопы
    • Портативные счетчики
      • Портативные счетчики
      • Токоизмерительные клещи
      • Децибел-метры
      • Газоанализаторы
      • Детекторы утечки газа
      • Метры Гаусса
      • Твердость
      • Светомеры
      • Мультиметры
      • Скорость
      • Измерители температуры, влажности и точки росы
      • Измерители вибрации
      • Анемометры
      • Манометры
    • Аэродинамические трубы
      • Аэродинамические трубы
    • Весы и весы
      • Весы и весы
    • Тепловидение
      • Тепловизор
    • Воздух, почва, жидкость и газ
      • Воздух, почва, жидкость и газ
      • Газоанализаторы
      • Растворы для калибровки
      • Анализаторы хлора
      • Бумага для измерения pH
      • pH-метры
      • Измерители вязкости
      • Счетчики качества воды
      • Наборы для проверки воды
  • Сбор данных
    • Сбор данных
    • Модули сбора данных
      • Модули сбора данных
    • Преобразователи данных и переключатели
      • Преобразователи данных и переключатели
      • Преобразователи данных
      • Коммутаторы Ethernet
    • Формирователи сигналов
      • Формирователи сигналов
      • Формирователи сигналов для DIN-рейки
      • Формирователи сигналов для монтажа на голове
      • Специальные кондиционеры
      • Датчики температуры и влажности
      • Универсальные программируемые передатчики
    • Регистраторы данных
      • Регистраторы данных
      • Регистрация данных по Ethernet и беспроводной сети
      • Многоканальные программируемые и универсальные регистраторы входных данных
      • Регистраторы данных давления, деформации и удара
      • Регистраторы данных напряжения и тока процесса
      • Специальные регистраторы данных
      • Регистраторы данных состояния, событий и импульсов
      • Регистраторы данных температуры и влажности
    • Регистраторы
      • Регистраторы
      • Гибридные бумажные регистраторы
      • Безбумажные регистраторы
    • Программное обеспечение
      • Программное обеспечение
    • Интернет вещей и беспроводные системы
      • Интернет вещей и беспроводные системы
  • Измерение давления
    • Измерение давления
    • Манометры
      • Манометры
      • Аналоговые манометры
      • Цифровые манометры
    • Манометры
      • Манометры
    • Принадлежности для измерения давления
      • Принадлежности для измерения давления
      • Давление охлаждения Элементы
      • Кабели и соединители «давление-сила»
      • Воздушные фильтры
      • Лубрикаторы для воздуховодов
      • Трубопроводная арматура
      • Демпферы давления
      • Тубус по длине
    • Датчики давления
      • Датчики давления
    • Калибраторы давления
      • Калибраторы давления
    • Регуляторы давления
      • Регуляторы давления
    • Реле давления
      • Реле давления
  • Измерение силы и деформации

Как откалибровать термопары? Общие методы

текст.перейти к содержанию text.skipToNavigation

переключить

• Услуги
  • Конфигурируемые
    • Конфигурируемые
    • Датчик термопары
      • Датчик термопары
    • Датчики RTD
      • Датчики RTD
    • Датчики давления
      • Датчики давления
    • Термисторы
      • Термисторы
  • Калибровка
    • Калибровка
    • Инфракрасная температура
      • Инфракрасная температура
    • Относительная влажность
      • Относительная влажность
    • Давление
      • Давление
    • Сила / деформация
      • Сила / деформация
    • Расход
      • Поток
    • Температура
      • Температура
  • Служба поддержки клиентов
    • Служба поддержки клиентов
  • Индивидуальное проектирование
    • Заказное проектирование
  • Заказ по номеру детали
    • Заказ по номеру детали
• Ресурсы

Чат Чат

Тележка

• • Услуги
    • Услуги
    • Конфигурируемые
      • Конфигурируемые
      • Датчик термопары
      • Датчики RTD
      • Датчики давления
      • Термисторы
    • Калибровка
      • Калибровка
      • Инфракрасная температура
      • Относительная влажность
      • Давление
      • Сила / деформация
      • Поток
      • Температура
    • Служба поддержки клиентов
      • Служба поддержки клиентов
    • Индивидуальное проектирование
      • Заказное проектирование
    • Заказ по номеру детали
      • Заказ по номеру детали
  • Ресурсы
    • Ресурсы
  • Справка
    • Справка
  • Измерение температуры
    • Измерение температуры
    • Датчики температуры
      • Температурные датчики
      • Зонды датчика воздуха
      • Ручные зонды
      • Зонды с промышленными головками
      • Датчики со встроенными разъемами
      • Зонды с выводами
      • Профильные зонды
      • Санитарные зонды
      • Зонды с вакуумным фланцем
      • Реле температуры
    • Калибраторы температуры
      • Калибраторы температуры
      • Калибраторы Blackbody
      • Калибраторы сухих блоков и ванн
      • Ручные калибраторы
      • Калибраторы точки льда
      • Тестеры точки плавления
    • Инструменты для измерения температуры и кабеля
      • Инструменты для измерения температуры и кабеля
      • Обжимные инструменты
      • Сварщики
      • Инструмент для зачистки проводов
    • Термометры с циферблатом и стержнем
      • Термометры с циферблатом и стержнем
      • Термометры циферблатные
      • Цифровые термометры
      • Жидкость в стеклянных термометрах
    • Температура провода и кабеля
      • Температурный провод и кабель
      • Удлинительные провода и кабели
      • Монтажные провода
      • Кабели с минеральной изоляцией
      • Провода для термопар
      • Нагревательный провод и кабели
    • Бесконтактное измерение температуры
      • Бесконтактное измерение температуры
      • Фиксированные инфракрасные датчики температуры
      • Портативные инфракрасные промышленные термометры
      • Измерение температуры человека
      • Тепловизор
    • Этикетки, лаки и маркеры температуры
      • Этикетки, лаки и маркеры температуры
      • Необратимые температурные этикетки
      • Реверсивные температурные этикетки
      • Температурные маркеры и лаки
    • Защитные гильзы, защитные трубки и головки
      • Защитные гильзы, защитные трубки и головки
      • Защитные головки и трубки
      • Защитные гильзы
    • Чувствительные элементы температуры
      • Температурные датчики
    • Датчики температуры поверхности
      • Датчики температуры поверхности
    • Проволочные датчики температуры
      • Проволочные датчики температуры
    • Температурные соединители, панели и блоки в сборе
      • Температурные соединители, панели и блоки в сборе
      • Проходы
      • Панельные соединители и узлы
      • Разъемы температуры
      • Клеммные колодки и наконечники
    • Регистраторы данных температуры и влажности
      • Регистраторы данных температуры и влажности
    • Измерители температуры, влажности и точки росы
      • Измерители температуры, влажности и точки росы
  • Управление и мониторинг
    • Контроль и мониторинг
    • Движение и положение
      • Движение и положение
      • Двигатели переменного и постоянного тока
      • Акселерометры
      • Датчики смещения
      • Захваты
      • Датчики приближения
      • Поворотные смещения и энкодеры
      • Регуляторы скорости
      • Датчики скорости
      • Шаговые приводы
      • Шаговые двигатели
    • Сигнализация
      • Сигнализация
    • Счетчики
      • Метров
      • Счетчики и измерители скорости
      • Многоканальные счетчики
      • Счетчики процесса
      • Счетчики специального назначения
      • Тензометры
      • Измерители температуры
      • Таймеры
      • Универсальные измерители входа
    • Переключатели процесса
      • Переключатели процесса
      • Реле потока
      • Реле уровня
      • Выключатели с ручным выключением
      • Реле давления
      • Реле температуры
    • Контроллеры
      • Контроллеры
      • Контроллеры влажности и влажности
      • Контроллеры уровня
      • Контроллеры пределов
      • Многоконтурные контроллеры
      • ПИД-регуляторы
      • ПЛК
      • Регуляторы давления
      • Термостаты
    • Дополнительные платы
      • Дополнительные платы
    • Реле
      • Реле
      • Программируемые реле
      • Модули твердотельного ввода-вывода
      • Твердотельные реле
    • Воздух, почва, жидкость и газ
      • Воздух, почва, жидкость и газ
      • Преобразователи воздуха и газа
      • Контроллеры качества воды
      • Датчики качества воды
      • Датчики качества воды
    • Клапаны
      • Клапаны
      • Поршневые клапаны с угловым корпусом
      • Сливные клапаны
      • Блокирующие предохранительные клапаны
      • Игольчатые клапаны
      • Пропорциональные клапаны
      • Электромагнитные клапаны
  • Тестирование и проверка
    • Тест и проверка
    • Бороскопы
      • Бороскопы
    • Портативные счетчики
      • Портативные счетчики
      • Токоизмерительные клещи
      • Децибел-метры
      • Газоанализаторы
      • Детекторы утечки газа
      • Метры Гаусса
      • Твердость
      • Светомеры
      • Мультиметры
      • Скорость
      • Измерители температуры, влажности и точки росы
      • Измерители вибрации
      • Анемометры
      • Манометры
    • Аэродинамические трубы
      • Аэродинамические трубы
    • Весы и весы
      • Весы и весы
    • Тепловидение
      • Тепловизор
    • Воздух, почва, жидкость и газ
      • Воздух, почва, жидкость и газ
      • Газоанализаторы
      • Растворы для калибровки
      • Анализаторы хлора
      • Бумага для измерения pH
      • pH-метры
      • Измерители вязкости
      • Счетчики качества воды
      • Наборы для проверки воды
  • Сбор данных
    • Сбор данных
    • Модули сбора данных
      • Модули сбора данных
    • Преобразователи данных и переключатели
      • Преобразователи данных и переключатели
      • Преобразователи данных
      • Коммутаторы Ethernet
    • Формирователи сигналов
      • Формирователи сигналов
      • Формирователи сигналов для DIN-рейки
      • Формирователи сигналов для монтажа на голове
      • Специальные кондиционеры
      • Датчики температуры и влажности
      • Универсальные программируемые передатчики
    • Регистраторы данных
      • Регистраторы данных
      • Регистрация данных по Ethernet и беспроводной сети
      • Многоканальные программируемые и универсальные регистраторы входных данных
      • Регистраторы данных давления, деформации и удара
      • Регистраторы данных напряжения и тока процесса
      • Специальные регистраторы данных
      • Регистраторы данных состояния, событий и импульсов
      • Регистраторы данных температуры и влажности
    • Регистраторы
      • Регистраторы
      • Гибридные бумажные регистраторы
      • Безбумажные регистраторы
    • Программное обеспечение
      • Программное обеспечение
    • Интернет вещей и беспроводные системы
      • Интернет вещей и беспроводные системы
  • Измерение давления
    • Измерение давления
    • Манометры
      • Манометры
      • Аналоговые манометры
      • Цифровые манометры
    • Манометры
      • Манометры
    • Принадлежности для измерения давления
      • Принадлежности для измерения давления
      • Давление охлаждения Элементы
      • Кабели и соединители «давление-сила»
      • Воздушные фильтры
      • Лубрикаторы для воздуховодов
      • Трубопроводная арматура
      • Демпферы давления
      • Тубус по длине
    • Датчики давления
      • Датчики давления
    • Калибраторы давления
      • Калибраторы давления
    • Регуляторы давления
      • Регуляторы давления
    • Реле давления
      • Реле давления
  • Измерение силы и деформации

Примечания по использованию термопар | Охлаждение электроники

Введение

Термопары являются наиболее широко используемыми датчиками температуры при испытаниях и разработках.Точные измерения температуры можно производить с небольшими затратами с помощью заводских датчиков и обычных вольтметров низкого уровня.

Что такое термопары и как они работают?

Любые два провода из разных материалов могут использоваться в качестве термопары, если они соединены вместе, как показано на рисунке 1. Соединение AB называется «спайом». Когда температура перехода, T _Jct , отличается от эталонной температуры, T _Ref , низкое напряжение постоянного тока E будет доступно на клеммах +/-.Значение E зависит от материалов A и B, от эталонной температуры и от температуры перехода. Основные уравнения для двухпроводных термопар показаны в формуле. 1 до уравнения. 4. Если в цепи больше двух проводов, потребуется больше терминов.

Рис. 1 Самая простая термопара

Из уравнения. 1, мы можем видеть, что ЭДС генерируется проводами, а не местом соединения: соединение представляет собой просто электрическое соединение между двумя проводами. Сигнал генерируется в проводах, где градиент температуры dt / dx не равен нулю: провода с однородной температурой не генерируют ЭДС.Если оба провода одинаковы при калибровке, то уравнение. 2, и если два провода начинаются в точке T _Ref и заканчиваются точкой T _Jct , тогда уравнение. 3 применяется. Таблицы ЭДС-температуры могут использоваться только в том случае, если цепь состоит только из двух проводов, оба из которых одинаковы при калибровке, и оба начинаются с T _Ref и заканчиваются T _Jct . Когда учитываются только небольшие перепады температур, значения

A и B можно рассматривать как константы, а уравнение 4 дает хорошее приближение к ЭДС.

Материалы термопар

Три наиболее распространенных сплава термопар для умеренных температур — это железо-константан (тип J), медь-константан (тип T) и хромель-алюмель (тип K).

1. Первый именованный элемент пары является положительным элементом.
2. Отрицательный провод имеет красный цвет (действующие стандарты США).

Для каждого типа доступны три сорта проволоки, в зависимости от точности калибровки: прецизионная, стандартная и отводная.Калибровка провода термопары PrecisionGrade гарантируется в пределах +/- 3,8% или 1 ° C (2 ° F), в зависимости от того, что больше, в то время как стандартный класс находится в пределах +/- 3,4% или 2 ° C (4 ° F), и качество свинцовой проволоки в пределах +/- 1%. Заявление о точности можно интерпретировать как процент разницы между T _Jct и T _Ref . Учитывая низкую стоимость даже самого лучшего материала, трудно оправдать покупку любого материала, кроме прецизионного, даже для удлинительного провода.

Все три типа (J, K и T) доступны в виде изолированных дуплексных пар от 0.001-дюймовый диаметр сверху. Для точности и минимальных помех в системе, чем меньше длина провода, тем лучше, но проволока диаметром менее 0,003 дюйма очень хрупкая.

Железо-константан : железо-константан (тип J, белый и красный цвет) генерирует около 50 мкВ / ° C (28 мкВ / ° F). Железная проволока магнитная. Соединения могут быть выполнены сваркой или пайкой с использованием обычных припоев и флюсов.

Термопары железо-константан могут создавать гальваническую ЭДС между двумя проводами, и их не следует использовать в приложениях, где они могут намокнуть.

Chromel-Alumel : Chromel-Alumel (тип K, желтый и красный цвет) генерирует около 40 мкВ / ° C (22 мкВ / ° F). Алюмельная проволока магнитная. Соединения могут быть выполнены сваркой или пайкой, но необходимо использовать высокотемпературные припои из серебра и специальные флюсы.

Термопары Chromel-Alumel генерируют электрические сигналы, в то время как провода изгибаются, и не должны использоваться в вибрирующих системах, если не предусмотрены контуры для снятия натяжения.

Медь-константан : медь-константан (тип T, синий и красный цвет) генерирует около 40 мкВ / ° C (22 мкВ / ° F).Ни один из проводов не является магнитным. Соединения могут быть выполнены сваркой или пайкой общедоступными припоями и флюсами.

Медно-константановые термопары очень чувствительны к ошибкам проводимости из-за высокой теплопроводности меди, и их нельзя использовать, если вдоль анизотермы не могут быть проложены длинные отрезки проволоки (от 100 до 200 диаметров проволоки).

Зонды для термопар

Самый простой (и дешевый, и самый быстрый) зонд для термопар — это просто пара проводов, скрученных или скрученных вместе на одном конце, а другой конец подсоединен к клеммам вольтметра.Однако чаще зонды либо покупаются, либо изготавливаются на месте.

Покупка термопар : Термопары можно приобрести у ряда поставщиков, и, вообще говоря, они легко доступны. Однако наступят времена, когда потребуется новая термопара — сейчас, а не завтра, — поэтому каждая лаборатория должна иметь возможность изготавливать простые термопары.

Термопары, изготавливаемые в заводских условиях: Большинство термопар, необходимых для систем охлаждения электроники, можно изготовить собственными силами из массивных проводов термопар, купленных в виде набора изолированных пар.Если имеется сварочный аппарат с термопарой или любой сварочный аппарат с тонкой проволокой, сварка обычно выполняется быстрее и проще, чем пайка. Для соединения можно использовать любой припой, который смачивает оба провода. Держите валик или шарик припоя в пределах 10–15% диаметра проволоки. При прочих равных условиях термопара с паяным спаем так же точна, как и термопара со сварным спаем.

Системы эталонных температур и зонные боксы

Сигнал термопары зависит от температуры эталонного спая в такой же степени, как и от температуры измерительного спая.Существует несколько различных систем для установления эталонной температуры.

Ледяные бани : Ледяные бани широко используются, поскольку они точны и недороги. Любая питьевая вода замерзает при температуре примерно 0,01 ° C от нуля. Колба-термос Adrug store будет поддерживать 0 ° C в течение нескольких часов, если наполнить ее мелко измельченным льдом, а затем залить водой.

с электронным управлением Ссылки : Электронно controlledreference устройства температуры доступны, как высокая температура andice-точка.Эти устройства требуют периодической калибровки и обычно не так стабильны, как ледяные ванны, но более удобны.

Системы с компенсированной эталонной температурой : Специальные индикаторы температуры подключают каждую термопару к соединительной панели внутри корпуса и используют схему компенсации для подачи сигнала, который компенсирует температуру панели перед расчетом температуры.

Блоки зон : Блок зоны — это область с однородной температурой, используемая для обеспечения того, чтобы все соединения, выполненные в ней, имели одинаковую температуру.Температуру не нужно ни контролировать, ни измерять — она ​​должна быть только однородной. Схемы с использованием зонных коробок показаны на рисунках 3 и 4.

Простую зонную коробку можно изготовить, приклеив барьерную полосу электрика к внутренней части небольшой алюминиевой коробки с толстыми стенками, закрытой для предотвращения циркуляции воздуха.

Измерительные приборы

Есть два варианта:

1. Используйте баню эталонной температуры (например, ледяную баню) и вольтметр общего назначения, интерпретируя сигнал с помощью таблицы, вручную или с помощью программного обеспечения.
2. Используйте специальный индикатор температуры с компенсацией эталонной температуры.

Справочная система эталонной ванны / вольтметра / таблицы более гибкая, потенциально более точная и может использоваться для измерения разницы температур, а также уровней температуры. Специальные температурные индикаторы более удобны для рутинных измерений.

Схемы

Идеальная термопара состоит из пары непрерывных однородных проводов из разнородного материала, соединенных вместе на одном конце с другим концом пары в области «эталонной температуры», как показано ранее на Рисунке 1.На практике сигнал должен быть выведен из области эталонных температур на вольтметр при комнатной температуре. Для этого используется пара медных проводов (от той же катушки), как показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Простейшая практичная термопара, показанная с использованием проволоки железо-константан.

На следующих рисунках показаны более сложные схемы, включающие переключатели, соединители и эталонные ванны для одной и нескольких термопар. Измерения, выполненные с использованием этих схем, будут такими же точными, как и измерения, полученные, если бы каждая термопара была «жестко подключена» к своей собственной эталонной ванне и вольтметру.

Разъемы : На рисунке 3 показана схема, в которой используются удлинительные провода и соединитель вместо непрерывных отрезков провода. Разъем может быть либо разъемом для термопар, либо барьерной полосой внутри зонной коробки. Если удлинительные провода от той же катушки с проводом, что и датчик, эта схема в точности эквивалентна идеальной схеме.

Рисунок 3. Схема с использованием удлинителей и разъема зонной коробки.

Множественные термопары : На рисунке 4 показана схема для считывания нескольких термопар (показаны три) с помощью вольтметра, коробки с однородными температурными зонами, двухполюсного селекторного переключателя (также однородного по температуре) и бани с эталонной температурой.Между блоком зон и селекторным переключателем можно использовать многожильный ленточный кабель и «нажимные» соединители. Каждый соединитель на двух концах ленточного кабеля должен находиться внутри зонной коробки, но эти две коробки не обязательно должны иметь одинаковую температуру.

Рис. 4. Схема зонной коробки для считывания многих термопар, в основном с медным проводом.

Коробка зон и коробка переключателя должны быть изотермическими; они должны находиться вдали от источников тепла, прямых солнечных лучей и т. д.

На рисунке 5 показана другая схема для работы с несколькими термопарами (показаны три), в которой каждое напряжение считывается отдельно, включая сигнал температуры зоны-бокса.Сигнал блока зоны должен быть добавлен к сигналу от каждого канала, чтобы получить общую ЭДС, которую затем следует использовать для определения температуры.

Рис. 5. Альтернативная схема подключения для считывания показаний нескольких термопар с помощью одного вольтметра.

Всегда следует проверять проводку: напряжение на канале эталонной термопары должно быть близко к нулю до того, как эталонная термопара будет помещена в ледяную баню, и должно соответствовать температуре зонной коробки после этого.

Если используется выделенный многоканальный индикатор температуры, область, показанная здесь в виде прямоугольника зоны, представляет панель подключения термопары, встроенную в индикатор температуры.

Со специальным индикатором температуры, ответвление эталонной ванны схемы не требуется, поскольку внутренняя электроника системы всегда будет добавлять поправку к сигналу термопары в зависимости от температуры панели.

Разница в измерениях : Разницу температур между двумя точками можно измерить напрямую, соединив два отрицательных провода вместе (при комнатной температуре) и проведя измерения между двумя положительными проводами. Величина показывает разницу температур, и положительный провод подключается к более горячему из двух мест.Такой подход не дает преимущества в точности по сравнению с считыванием двух термопар по отдельности и вычитанием значений температуры. На рисунке 6 показана 4-проводная схема, обеспечивающая очень высокую точность измерения небольших разностей температур. Одна пара используется в качестве термопары для определения уровня температуры, а одна пара используется для определения разницы температур между двумя точками.

Рис. 6. Использование четырехпроводной термопары для проверки электрических помех в цепи.

Два медных удлинительных провода не должны вырабатывать ЭДС независимо от уровня температуры.Это можно подтвердить, запустив систему вначале с переключением между двумя медными проводами внутри блока локальной зоны. «Местная калибровка» (микровольт / градус на уровне измеренной температуры) должна использоваться для интерпретации разности напряжений. При использовании провода прецизионного класса точность измерения составляет +/- 3/8% от разницы, при условии, что температура в поле локальной зоны близка к одной из двух измеренных точек.

Проверка электрических наводок : 4-проводная термопара может использоваться как для измерения температуры, так и для проверки электрических наводок.Все четыре провода спаяны вместе, образуя измерительный переход. Считывание любой пары как термопары дает температуру соединения. Считывание через любую пару одинаковых проводов проверяет наличие электрического наводки: два одинаковых провода не могут генерировать термоэлектрический сигнал, поэтому наличие напряжения на двух железных проводах является явным свидетельством электрического шума.

Измерение температуры поверхности

При измерении температуры поверхности возникают три основные проблемы: (1) решение, что необходимо знать о температуре поверхности, (2) выбор места для ее измерения и (3) получение термопары в хорошем тепловом состоянии. связаться в выбранном месте.

Два наиболее часто задаваемых вопроса:

(1) Какая максимальная температура?

(2) Какова средняя температура поверхности?

Температура поверхности компонентов в пластиковом корпусе может сильно различаться. Горячее пятно может быть маленьким, всего 1/4 дюйма в диаметре, и иметь резкий пик, а измеренная температура будет сильно зависеть от расположения термопары. Лучшей практикой было бы сначала использовать технику визуализации (жидкокристаллический, или инфракрасный), а затем поместить термопару в горячую точку.

Для обеспечения точного измерения температуры поверхности, длина, равная примерно диаметру 20 проводов (включая изоляцию), должна быть протянута вдоль изотермы с использованием теплопроводящего цемента. Для точечного измерения заверните эту длину в плотную плоскую спиральную катушку. В качестве альтернативы, припаяйте переход к куску медной ленты для шин (компания 3M), возможно, квадрат 1/16 дюйма, и приклейте его к поверхности.

Всегда используйте провода самого маленького диаметра, с которыми можно работать, не ломая их.

Измерение температуры газа

При измерении температуры воздуха возникают три основных проблемы:

(1) выбор того, что вы хотите знать о температуре воздуха,

(2) выбор репрезентативного места для ее измерения и (3) разрыв теплового соединения между спайом термопары и поддерживающим его оборудованием.

Температура охлаждающего воздуха сильно варьируется в проточном канале, особенно вблизи нагретых поверхностей. Наиболее частые вопросы:

(1) Какова средняя температура ? и, (2) Какова эффективная температура охлаждающей жидкости в этом месте?

Средняя температура (средняя общая температура) — это фиктивная температура, определяемая в терминах полной тепловой энергии, переносимой потоком.Нет подходящего места для его измерения. Единственный практический подход — это оценить расход и тепловыделение и вычислить среднюю температуру.

Эффективная температура хладагента — это температура, которой может достичь изолированный пассивный компонент: адиабатическая температура компонента в термодинамическом смысле. Для канала, обогреваемого в основном с одной стороны, эффективная температура хладагента у обогреваемой стенки всегда выше среднего значения из-за температурного расслоения в хладагенте.

Термопара, расположенная немного выше по потоку от компонента и немного выше его верхней поверхности, вероятно, будет показывать значения, близкие к эффективной температуре для этого компонента. Эффективная температура различна для каждого компонента, так как она зависит от линий тока, проходящих по нему.

При измерении температуры воздуха изолируйте спай термопары от оборудования, которое его поддерживает. Вообще говоря, потоку между стыком и точкой присоединения должно быть около 20 диаметров.Установите соединение «смотря вверх по потоку» с проводами, тянущимися вниз по потоку.

Следует использовать самый маленький провод, с которым можно работать без повреждений.

Что такое термопара и как она работает с контрольной лампой вашей печи?

Ранее на этой неделе мы опубликовали блог о различиях между электронным зажиганием и обычными контрольными лампами. Несмотря на то, что электронные зажигания становятся все более и более распространенными, многие домовладельцы в районе Сент-Луиса все еще имеют печи, в которых используются обычные контрольные лампы.Если вы один из таких домовладельцев, вы должны знать о защитном устройстве, которое напрямую связано с вашим пилотным светом: термопаре. Сегодня мы поговорим о том, что такое термопара, как она обеспечивает безопасность вашей печи и что может пойти не так с этим важным компонентом печи!

Что такое термопара?

Термопара — это предохранительное устройство, которое используется для определения того, горит ли контрольная лампа вашей печи. Он содержит металлический стержень, который находится очень близко к пламени вашей пилотной лампы.Этот стержень соединен с газовым клапаном вашей печи.

Когда ваша пилотная лампа горит, тепло от пламени посылает напряжение через термопару, которая удерживает газовую линию открытой. Если контрольная лампочка погаснет, термопара потеряет напряжение и газовая линия к вашей печи будет закрыта.

Как термопара делает вашу печь более безопасной?

Ваша пилотная лампа отвечает за зажигание горелок вашей печи.Без этого газ просто накапливался бы в вашей печи, фактически не зажигая. Это было бы очень опасно по двум причинам. Во-первых, если контрольная лампа снова включится после того, как в печи и вокруг нее скопился газ, это может вызвать взрыв. Во-вторых, избыточное скопление газа может привести к попаданию окиси углерода в воздух вашего дома.

Поскольку термопара отключает подачу газа, когда не обнаруживает пламени, она предотвращает попадание газа в печь, когда контрольная лампа не горит.Это ограничивает скопление газа в вашей печи и делает вашу систему намного безопаснее, поскольку предотвращает взрывы и утечки окиси углерода (обсуждалось выше).

Что может пойти не так с термопарой вашей печи?

Есть пара вещей, которые могут выйти из строя с термопарами, что помешает им работать должным образом. Одна из наиболее распространенных проблем — загрязнение термопары. Это приведет к тому, что термопара будет давать неправильные показания, что может преждевременно перекрыть подачу газа в вашу печь или вообще предотвратить попадание газа в вашу печь.Кроме того, провода могут ослабнуть, или может потребоваться повторная калибровка термопары. Многие из этих проблем можно предотвратить, заменив воздушный фильтр и запланировав ежегодную настройку.

Важно отметить, что термопары не рассчитаны на срок службы печи, в которой они установлены, поэтому их необходимо периодически заменять. Вот почему так важно планировать наладку печи каждый год, чтобы мы могли заменить вашу термопару, как только она перестанет работать.

Если у вас есть какие-либо вопросы о печи с электронным зажиганием или если вы хотите, чтобы у вас дома была обслужена или установлена ​​система отопления, обратитесь к Джерри Келли, подрядчику по установке и ремонту печи в Сент-Луисе. Мы предоставляем услуги по всему Сент-Луису, включая такие города, как Дарденн-Прери, Де Перес и Фронтенак, штат Миссури.

, фото: memotec Messtechnik через photopin cc

Что делает концевой выключатель печи и как поддерживать его в хорошем состоянии? »« Чем электронное зажигание отличается от пилотной лампы в газовых печах? .