Temperatuuri mõõtmine

Termopaarid - ülevaade

Termopaarid on tööstuslikes protsessides asendamatud ja sobivad laia temperatuurivahemiku jaoks. Neid on saadaval eri tüüpi ja neid kasutatakse enamasti kõrgetel temperatuuridel või tööstusahjudes. Lisateave kuumakindla temperatuurianduri kohta!

Sisukord

Mis on termopaar?

Termopaarid põhinevad võrdleva mõõtmise põhimõttel ja koosnevad kahest erinevast materjalist metallist juhtmest, mis on otsas kokku keevitatud. Sõltuvalt materjalipaarist on neil erinev termoelektriline pinge ja nad sobivad erinevatele temperatuurivahemikele. Kõige sagedamini kasutatakse K-tüüpi termopaare ja J-tüüpi termopaare.

Kuidas on termopaar ehitatud?

Tavaliselt koosneb termopaar kahe materjali kombinatsioonist, mille läbimõõt on vahemikus 0,2-5 mm. Kui kasutatakse väärismaterjale, nagu roodium või plaatina, jäävad need mõõtmed vahemikku 0,1-0,5 mm. Termopaari materjali valimisel tuleb jälgida, et sellel oleks kõrge Seebecki tegur ja et temperatuur mõjutaks selle väärtust võimalikult vähe, et saavutada lineaarne karakteristik. Sobiv termopaari materjal valitakse vastavalt mõõdetavale temperatuurivahemikule.

Anduri korpus puutub kokku väga kõrgete temperatuuridega, mistõttu on vaja kasutada erinevat tüüpi terast. Kõige kõrgematel temperatuuridel on termopaari kaitsetoru valmistatud kuumakindlast terasest või keraamilistest materjalidest. Termotoru peab olema vastupidav korrosioonile, soojuslöökidele ja mehaanilistele kahjustustele. Termopaari korrosiooni vältimiseks on soovitav, et termopaar ei läbiks gaase, mis võivad oluliselt kiirendada termopaari vananemisprotsessi. On olemas ka katteta konstruktsioone, mida kasutatakse dünaamiliste vigade vähendamiseks. Erimõõtmiste jaoks, näiteks vedelate metallide, klaasi või vedelate teraste temperatuuri mõõtmiseks, kasutatakse väga spetsiifilisi termopaaride konstruktsioone.

Millised omadused peaksid olema termopaaril?

Termopaar peab olema vastupidav korrosioonile, termilisele šokile ja mehaanilistele kahjustustele. Termopaari korrosiooni vältimiseks on soovitav omadus, et termopaar ei läbiks gaase, mis võivad oluliselt kiirendada termopaari vananemisprotsessi. Dünaamiliste vigade vähendamiseks võib kasutada katteta konstruktsioone.

Samuti tuleb termopaari materjali valikul jälgida, et sellel oleks kõrge Seebecki tegur ja et temperatuur mõjutaks selle väärtust võimalikult vähe, et saavutada lineaarne karakteristik.

Mille poolest erinevad termopaarid ja takistustermomeetrid?

Erinevalt takistustermomeetrist saab termopaari kasutada palju suuremas temperatuurivahemikus. Lisaks on termopaarid tugevamad ja vastupidavamad mehaanilisele koormusele.

Termopaaride ostmine

Meie termopaarid

Vee, õli või õhu jaoks

Rohkem

Millised on termopaaride metallkombinatsioonid?

Võimalike metallkombinatsioonide suurest hulgast on välja valitud teatavad metallkombinatsioonid ja nende omadused, eelkõige pingeread ja lubatud piirhälbed, on standardiseeritud. Järgmised elemendid on standardiseeritud nii ülemaailmselt (IEC) kui ka Euroopas või riigisiseselt seoses termoelektrilise pinge ja selle lubatud hälvetega.

Termopaaride värvikoodid

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

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

Kompensatsioonikaablite värvikoodid

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

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

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

Erinevate termopaaride pinged võrdlustemperatuuri 0 °C suhtes vastavalt standardile DIN EN 60584.

Kuidas töötab termopaar?

Termopaaride põhimõte tuleneb nn Seebecki efektist. Seda nähtust saab seletada vabade elektronide teooriaga, mille kohaselt on erinevat tüüpi juhtidel erinev vabade elektronide tihedus. Kahe erineva juhi kokkupuutepunktis, mis moodustavad termopaari, liiguvad elektronid ühelt juhilt teisele. Suurem hulk elektrone liigub suurema tihedusega juhist madalama tihedusega juhisse. Elektronide rände intensiivsus sõltub kahe juhi kokkupuutepunkti temperatuurist, see on samuti seda suurem, mida kõrgem on temperatuur. Elektromotoorne jõud, mis tekib termopaari vooluringis, mis koosneb kahest erinevast juhist, mille otsad on paigutatud erinevatele temperatuuridele, on antud valemiga:

V=(S-SA)⋅(T2-T1)

Saadud elektromotoorjõud on suurusjärgus mõned kuni mõned kümned mikrovoldid Celsiuse kraadi kohta.

Näide mõõteahela termopaari mõõtmise kohta

Kuidas valida õige termopaar?

Termopaari tüübi valik sõltub eelkõige töötemperatuurist. Lisaks sellele tuleks valida kõrge termoelektrilise pingega element, et saada võimalikult tundmatu mõõtmissignaal häirete suhtes. Järgmises tabelis: Termopaaride omadused on loetletud erinevad elemendid koos lühikese iseloomustusega. Soovitatavaid maksimaalseid temperatuure võib pidada ainult baasväärtusteks, sest need sõltuvad tugevalt rakendustingimustest. Need viitavad traadi läbimõõdule 3 mm aluse ja 0,5 mm vääriselementide puhul.

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

Kuidas ühendada termopaar?

Termopaari või kompensatsioonikaabli pikkus on madala sisetakistuse tõttu teisejärguline. Pikema kaabli pikkuse ja väikese ristlõikega kaabli puhul võib termopaari või kompensatsioonikaabli takistus siiski võtta suhteliselt kõrgeid väärtusi. Näidikuvigade vältimiseks peab orjaseadmete sisemine sisendahela takistus olema vähemalt 1000 korda suurem kui ühendatud termopaari takistus. Kasutada võib ainult kompensatsioonikaableid, mis on samast materjalist kui element ise või millel on samad termoelektrilised omadused, vastasel juhul tekib ühenduskohas uus element. Kompensatsioonikaabel tuleb paigaldada kuni võrdlusühenduspunktini. Termopaaride ühendamisel tuleb jälgida polaarsust.

Mida teete lühise või katkestuse korral?

Termopaar ei anna pinget, kui mõõtetemperatuur on võrdne võrdlusühendustemperatuuriga. Kui termopaar või kompensatsioonikaabel läheb lühisesse, tekib uus mõõtepunkt lühise kohas. Kui selline lühis tekib näiteks ühenduskohas, ei kuvata enam tegeliku mõõtepunkti, vaid ühenduskoha temperatuuri.

Millised on meie pakkumises olevad termopaaride pikkused?

Pakume sõltuvalt tüübist ja konstruktsioonist mitmesuguseid termopaaride pikkusi: Sisse kruvitav (160-600 mm), B-tüüpi peaga pistikupesa (100-960 mm) ja A-tüüpi (180-1400 mm, 100 mm sammudega). Mantliga termopaare on saadaval 50 mm kuni 50 000 mm pikkuses, 50 mm sammudes, ja nende pikkusi saab kohandada vastavalt rakenduse vajadustele. Lisaks sellele pakutakse eri pikkuse ja läbimõõduga eri lahendusi, näiteks bajonettühendusega või aurukindla konstruktsiooniga termopaare.

Kokkuvõttes on meil termopaarandureid pikkusega 20 mm kuni 50 000 mm, mis on erinevate konfiguratsioonivõimalustega, sõltuvalt rakenduse tüübist ja vajadustest.

Kas JUMO termopaare pakutakse ainult standardpikkuses või on võimalik tellida ka kohandatud pikkusi?

JUMO termopaare on saadaval nii standardpikkuste astmestikuga (nt 50 või 100 mm astmestikuga), mille sukeldumispikkus on saadaval 50 mm kuni 50 000 mm, kui ka kohandatud, et vastata konkreetsetele rakendusnõuetele.

Meie teenused teile

Termopaarid

Vaadake meie tootevalikut

Konfigureeri nüüd!

Tehnika

Kohandatud sobivus ja individuaalne

Hangi nüüd nõu!