Виды термопар: Термопара. Виды, устройство, монтаж термопар.

Содержание

Термопара. Виды, устройство, монтаж термопар.


1. Термопары

Термопара (ТП) - это термоэлектрическое устройство замкнутой цепи, чувствительное к температуре, которое состоит из двух проводников, выполненных из разнородных металлов, которые соединены на обоих концах. Электрический ток создается, когда температура на одном конце или спае, отличается от температуры на другом конце. Это явление носит название эффекта Зеебека, который является основой измерения температуры с помощью термопар.

Один конец называется горячим спаем, а другой конец называется холодным спаем. Измерительный элемент с горячим спаем помещается внутрь оболочки первичного преобразователя, и на него воздействует температура технологического процесса. Холодный спай или опорный спай - это точка подключения вне технологического процесса, где температура известна и где измеряется напряжение. (например, в измерительном преобразователе, на входной плате системы управления или в устройстве формирования сигналов.)

В соответствии с эффектом Зеебека, напряжение, измеряемое на холодном спае, пропорционально разнице температур горячего и холодного спаев. Это напряжение может называться напряжением Зеебека, термоэлектрическим напряжением или термоэлектрической э.д.с. По мере роста температуры горячего спая напряжение, наблюдаемое на холодном спае, также возрастает нелинейно в зависимости от роста температуры. Линейность кривой «температура-напряжение» зависит от сочетания металлов, образующих термопару.


2. Компенсация температуры холодного спая (КХС)

Напряжение, измеряемое на холодном спае, зависит от разницы температур горячего и холодного спаев; поэтому, необходимо знать температуру холодного спая, чтобы рассчитать температуру горячего спая. Этот процесс называется «компенсацией холодного спая» (КХС). КХС выполняется управления, устройством аварийных отключений или другим устройством формирования сигнала. В идеале измерение КХС выполняется как можно ближе к точке измерения, потому что длинные провода термопары очень чувствительны к электрическим помехам, и сигнал в них ухудшается.



Рисунок 2a - Компенсация холодного спая

Точное проведение КХС имеет решающее значение для точности измерения температуры. Точность КХС зависит от двух факторов: точности измерения эталонной температуры и близости точки эталонного измерения к холодному спаю. Во многих измерительных преобразователях используется изотермическая клеммная колодка (часто выполненная из меди) со встроенным прецизионным термистором, ТС или транзистором для измерения температуры колодки.

СОВЕТ: Следует использовать полевые измерительные преобразователи, а не преобразователи с подключением проводами напрямую к диспетчерской.


3. Изготовление термопар

Процесс начинается с выбора высококачественной проволоки из материала, который требуется для термопары изготавливаемого типа. Проволоки соединяются различными способами, включая скручивание, сжатие, пайку, в т.ч. и высокотемпературную, а также различные виды сварки (например, сварка узким швом и сварка встык). Чтобы получить наилучшие рабочие характеристики горячий спай должен быть механически прочным, электрически непрерывным, не загрязнен никакими химическими примесями материалов, использующихся при сварке или пайке. При изготовлении высококачественных термопар большое внимание уделяется выбору марки проволоки и контролю процесса изготовления.

См. рисунок 3a.

Совет: Спай, полученный путем скручивания проволок, очень быстро теряет свои свойства, и использовать такой способ получения спая не рекомендуется.



Рисунок 3a - Способы изготовления горячего спая

 

3.1 Типы спаев

Спаи термопар изготавливаются в различных конфигурациях, каждая из которых имеет свои преимущества для применения в определенных системах. Спаи могут быть заземленными или незаземленными, а двухэлементные термопары могут быть изолированными или неизолированными. См. рисунок 3.1a.



Рисунок 3.1a - Конфигурации горячих спаев

Заземленные спаи термопар образуются, если спай термопары соединяется с оболочкой первичного преобразователя. Заземленные спаи обладают лучшей теплопроводностью, что, в свою очередь, повышает быстродействие. Однако заземление также делает цепи термопар более подверженными влиянию электрических шумов, которые могут искажать сигнал напряжения термопары, если контрольно-измерительный прибор не обеспечивает развязку. (Все высококачественные измерительные преобразователи и платы ввода/ вывода предусматривают электрическую развязку в стандартной комплектации). Заземленный спай также в большей степени подвержен загрязнению химическими примесями со временем.

Незаземленные спаи получаются тогда, когда элементы термопары не соединяются с оболочкой первичного преобразователя, а окружены изолирующим порошком. Незаземленные спаи имеют несколько меньшее быстродействие, чем заземленные спаи, но менее чувствительны к электрическим шумам.

Термопары с открытым спаем имеют горячий спай, выступающий из загерметизированного конца оболочки, обеспечивая высокое быстродействие. Герметизация препятствует попаданию влаги или других загрязнений внутрь оболочки. Обычно такие термопары применяются только в некоррозионных газах, например, в воздуховодах.

3.2 Термопары с двумя чувствительными элементами

Термопары с двумя чувствительными элементами бывают трех разных видов. См. рисунок 3.1a.

Изолированные конструкции имеют место в тех случаях, когда два независимых спая термопары размещаются в одной оболочке. Изолированные спаи могут давать неодинаковые показания температуры, но могут выявлять дрейф показаний вследствие загрязнения одного из элементов химическими примесями. Если один из спаев выходит из строя, это не обязательно влияет на второй спай.

Неизолированные конструкции имеют место, когда два спая термопары помещаются в одну оболочку и все четыре проволоки термопары физически соединяются. Неизолированные спаи дают одинаковые показания температуры для повышения достоверности измерения в данной точке. Однако если один из спаев выходит из строя, это вероятнее всего означает, оба спая отказали одновременно.


4. Типы термопар

Существует много типов термопар, в которых используются различные сочетания металлов. Эти сочетания имеют разные выходные характеристики, которые определяют диапазон температур, в котором можно применять ту или иную термопару, и соответствующий выходной сигнал напряжения. См. рисунок 4a и таблицу 4b. Чем больше амплитуда напряжения на выходе, тем выше разрешение измерения, что повышает повторяемость и точность результатов. Существуют соотношения между разрешением измерения и диапазоном температур, которые делают отдельные типы термопар подходящими для определенных диапазонов и применений.

Рисунок 4a - Зависимости э.д.с. термопары от температуры для широко используемых типов термопар


Таблица 4b - Подробная таблица термопар

нсх

Термоэлектрод

Сочетание металлов

Максимальная температура применения

Возможный диапазон температур

°C

°F

B

р

N

платинородий

платинородий

1825

3320

от 0 до 1820°С от 32 до 3308°F

Е

Р

N

хромель

константан

1220

2230

от-270 до 1 000°С от-454 до 1832Т

J

Р

N

Железо

Константан

1220

2230

от-200 до 1200°С от -328 до 2192Т

К

Р

N

Хромель

алюмель

1400

2550

от-270 до 1372°С от-454 ДО2501Т

N

Р

N

Нихросил

нисил

1340

2440

от -270 до 1300°С от-454 до 2372Т

R

Р

N

платинородий

платина

1770

3215

от-50 до 1768°С от -58 до 3214°F

S

Р

N

платинородий

платина

1770

3215

от-50 до 1768°С от -58 до 3214°F

Т

Р

N

медь

константан

1080

1980

от-270 до 400°С от-454 до 752°F

 

КАКОВЫ ДИАПАЗОНЫ ИЗМЕРЯЕМЫХ ТЕМПЕРАТУР ДЛЯ ТЕРМОПАР?

Существует много типов термопар, в которых используются различные сочетания металлов. Эти сочетания имеют разные выходные характеристики, которые определяют диапазон температур, в котором можно применять ту или иную термопару, и соответствующий выходной сигнал напряжения. Чем больше амплитуда напряжения на выходе, тем выше разрешающая способность измерения, что повышает повторяемость и точность результатов. Существуют соотношения между разрешением измерения и диапазоном температур, которые делают отдельные типы термопар подходящими для определенных диапазонов и применений.

Есть типы термопар, которые способны измерять очень низкие температуры, до - 270°C (-464°F), и другие типы, способные измерять температуры до 1768°C (3214°F).

 

4.1 Термопары типа K, хромель - алюмель

• Хромель (Chromel®) - это сплав, состоящий на 90% из никеля и на 10% из хрома, а Алюмель (Alumel®) - это сплав, содержащий 95% никеля, 2% марганца, 2% алюминия и 1% кремния.

• Термопары типа K - одни из самых распространенных термопар общего назначения, имеющие чувствительность приблизительно 41 мВ/ °C. 

• Термоэлектрод из сплава Chromel® имеет положительный потенциал относительно термоэлектрода из сплава Alumel®.

• Это недорогие термопары, их диапазон измеряемых температур составляет от -270°C до +1372°C (от -454°F до +2501°F) и характеристика относительно линейна.

• Содержание никеля делает сплав магнитным и, как и в случае других магнитных металлов, выходной сигнал термопары отклоняется, когда материал достигает своей температуры Кюри, которая составляет примерно 350°C (662°F) для термопар типа K. Температура Кюри - это температура, при которой магнитный материал претерпевает серьезное изменение своих магнитных свойств, что вызывает существенное смещение выходного сигнала.

• Такие термопары можно использовать в постоянно окислительных или нейтральных средах.

• В основном они используются при температурах выше 538°C (1000°F)

• Воздействие серы приводит к преждевременному отказу термопар.

• Эксплуатация при определенных низких концентрациях кислорода вызывает отклонение

в работе, которое называется преимущественным окислением хрома в положительном термоэлектроде, что приводит к состоянию, которое принято называть “зеленой гнилью” и которое вызывает большой отрицательный уход калибровки, наиболее серьезно проявляющийся в диапазоне 816 - 1038 °C (1500 - 1900°F). Это состояние можно предотвратить / уменьшить с помощью вентиляции или инертного уплотнения защитной трубки.

• Не рекомендуется подвергать термопару воздействию температур, циклически меняющихся так, что они становятся выше и ниже 1000 °C (1800 °F), потому что в этом случае выходной сигнал меняется из-за эффектов гистерезиса.

СОВЕТ: Исторически сложилось так, что термопары типа K предлагается использовать всегда, если только нет причин для применения других типов термопар.

4.2 Термопара типа J, железо - константан

• Диапазон измеряемых температур термопар типа J уже, чем у термопар типа К, от -200 до +1200 °C (от 346 до 2193 °F), но у них выше чувствительность, которая составляет порядка 50 мкВ/ °C.

• Они имеют очень близкую к линейной характеристику в диапазоне от 149 до 427 °C (от 300 до 800 °F), а при температуре ниже 0 °C (32 °F) становятся хрупкими

• При температуре Кюри железа, которая составляет 770 °C (1418 °F), происходит резкое и имеющее постоянный характер измерение выходной характеристики, которое определяет практически достижимый верхний предел температуры.

• Железо подвержено окислению при температурах выше 538 °C (1000 °F), что отрицательно влияет

на точность термопар. В таких условиях следует использовать только проволоку крупного диаметра.

• Термопары типа J подходят для применения в вакууме, в восстановительной или инертной среде.

 

• При использовании в окислительной среде срок службы термопар сокращается.

• Оголенные элементы не должны подвергаться воздействию сред, в которых присутствует сера, при температурах выше 538°C (1000°F)

4.3 Термопары типа E, хромель - константан)

• Хромель - это сплав, состоящий из 90% никеля и 10% хрома, и из него изготавливается положительный термоэлектрод

• Константан - это сплав, обычно состоящий из 55% меди и 45% никеля

• Термопары типа E имеют диапазон измеряемых температур от -270 до 1000°C (от -454°F до 1832°F)

• Это немагнитные термопары, и они имеют наибольшее изменение выходного напряжения в зависимости от температуры среди всех стандартных типов термопар (68 мкВ/ °C)

• Они также имеют большую тенденцию к дрейфу показаний по сравнению с другими типами.

• Такие термопары рекомендуется использовать в постоянно окислительных или инертных средах.

• Пределы их погрешностей при использовании при температурах ниже нуля не установлены.

4.4 Термопары типа T, медь - константан

• Термопары типа T имеют чувствительность 38 мкВ/

°C и диапазон измеряемых температур от -270°C до 400°C (от -454°F до 752°F)

• Их можно использовать в окислительных, восстановительных или инертных средах, а также в вакууме

• Они имеют высокую стойкость к коррозии во влажной среде.

• Такие термопары демонстрируют хорошую линейность характеристики и обычно используются при температурах от очень низких (криогенных) до средних.

4.5 Термопары типа N, нихросил - нисил

• Нихросил - это никелевый сплав, содержащий 14,4% хрома, 1,4% кремния и 0,1% магния, и являющийся положительным плечом в термопаре

• Нисил - это сплав никеля и 4,4% кремния

• Термопара типа N - это самая новая конструкция, одобренная международными стандартами, и ее применение во всем мире растет.

• Эти сплавы позволяют термопарам типа N достигать значительно более высокой термоэлектрической стабильности, чем у термопар из основных металлов типа E, J, K и T.

• Термопары типа N имеют чувствительность 39 мкВ/

°C и возможный диапазон температур от -270°C до 1300Т(от -454 °F до 2372 °F)

• Термопары типа N надежно эксплуатировались в течение продолжительного времени при температурах по крайней мере до 1200 °C (2192 °F)

• Некоторые исследования показали, что в окислительных средах термоэлектрическая стабильность термопар типа N примерно такая же, как у термопар из благородных металлов типа R и S при температурах примерно до 1200 °С (2192 °F)

• Термопары типа N не следует использовать в вакууме или восстановительных средах, или в средах которые меняются с восстановительных на окислительные.

4.6 Термопары типов R и S, платинородий-платина

• Термопары типа R (платина-13% родия / платина) и типа S (платина-10% родия / платина) имеют возможный температурный диапазон от -50 до 1768°C (от 58°F до 3214°F)

• Оба эти типа имеют чувствительность порядка 10 мкВ/ °C и таким образом не подходят для применения при низких температурах, где лучше использовать другие типы.

• Поскольку они изготавливаются из платинового сплава, они достаточно дорогие и обычно используются при очень высоких температурах, где другие термопары работают плохо.

• Благодаря высокой стабильности, термопары типа S используются для определения Международной температурной шкалы между точкой замерзания сурьмы (630,5°C / 1166,9°F) и точкой плавления золота (1064,43°C (1945,4°F))

• Для правильной установки требуется, чтобы термопара была защищена неметаллической защитной трубкой и керамическими изоляторами.

• Длительное воздействие высоких температур вызывает рост зерен металла и может привести

к механическому отказу и отрицательному уходу показаний из-за диффузии родия в термоэлектрод из чистой платины, а также из-за улетучивания родия.

• Вообще термопары типа R используются в промышленности, а термопары типа S в основном используются в лабораториях.

4.7 Термопары типа B, платинородий - платинородий

• Термопары типа B (платина-30% родия / платина-6% родия) имеют возможный диапазон температур примерно от 0 °C до 1820 °C (от 32 °F до 3308 °F).

• Термопары типа B обычно размещаются в чистом воздухе / окислительных средах, но не должны подвергаться воздействию восстановительных сред.

• Повышенное содержание родия в термопарах типа B помогает уменьшить рост зерна, позволяя несколько увеличить температурный диапазон по сравнению с термопарами типа R и S..


5. Стандарты на цвета проводников термопар

Проводники термопар состоят из двух отдельных термоэлектродов (положительного и отрицательного), имеющих цветную изоляцию. Ввиду эффекта Зеебека провода термопар имеют определенную полярность, поэтому положительные и отрицательные провода необходимо подключать к правильным клеммам. Имеются разнообразные стандарты на цвета изоляции проводников для идентификации каждого типа

термопар. См. таблицу 5a В разных стандартах используются уникальные цвета проводов, чтобы отличать положительные и отрицательные выводы. В Северной Америке обычно отрицательный вывод имеет красную изоляцию в соответствии со стандартом ASTM E230. Но самым широко используемым в мире стандартом на провода термопар является IEC 60584, согласно которому отрицательный провод обычно белый. Ясно, что стандарты, согласно которым термопара изготовлена, должны быть известны, чтобы правильно подключать провода по их цветам. Существуют другие стандарты, используемые в различных странах, включая BS1843 (Великобритания и Чешская республика), DIN43710 (Германия), JIS-C1610 (Япония) и NFC 42-324 (Франция). См. таблицу 5a.

СОВЕТ: Пользователь должен проверить, какой стандарт используется на его предприятии, и убедиться в том, что цветовая кодировка доведена до сведения персонала, занимающегося установкой, пусконаладкой и техническим обслуживанием.


6. Удлинительные провода

Удлинительные провода используются либо для связи термопар с системой управления / контроля, либо для соединения их с удаленным измерительным преобразователем. Удлинительные провода термопар, за очень редким исключением, выполняются из того же металла, что и провода термопар. Если металлы не соответствуют друг другу, на каждом конце удлинительного провода создаются дополнительные холодные спаи, которые существенно влияют на измерение температуры. На рисунке 6a видно, что если медные провода используются для подключения термопары, создается «предварительный холодный спай», который может вызывать значительную погрешность, существенно варьирующуюся с изменением температуры окружающей среды вокруг спая 1. Измеряемое напряжение термопары с медными удлинительными проводами не равно измеряемому напряжению термопары с правильными удлинительными проводами. Фактически, если используются медные удлинительные провода, почти невозможно получить какую-либо температуру технологического процесса с приемлемой точностью по измеряемому напряжению.



Рисунок 6a - Несколько спаев, появляющихся при использовании разнородных удлинительных проводов

 


Таблица 5a - Международная кодировка цветов изоляции термопар

Тип термопары

Североамериканский стандарт ASTM Е230

Международный стандарт IEC 60584

Стандарт Великобритании BS 1843

Немецкий стандарт DIN 43710

Японский стандарт JIS С1610

Французский стандарт NFC 42-324

Цвет проводов термопары

Цвет удлинительных проводов

В

не применяется

не применяется

не применяется

- Проводник: Красный

+ Проводник: Серый

Оболочка: Серый

- Проводник: Белый

+ Проводник: Серый

Оболочка: Серый

не применяется

не применяется

не применяется

- Проводник: Серый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Серый

- Проводник: Серый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Серый

не применяется

не применяется

не применяется

Е

- Проводник:Красный

+ Проводник: Пурпурный

Оболочка: Коричневый

- Проводник: Красный

+ Проводник: Пурпурный

Оболочка: Пурпурный

- Проводник: Белый

+ Проводник: Пурпурный

Оболочка: Пурпурный

- Проводник: Синий

+ Проводник: Коричневый

Оболочка: Коричневый

- Проводник: Чёрный

+ Проводник: Красный

Оболочка: Чёрный

- Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Пурпурный

- Проводник: Пурпурный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Пурпурный

J

- Проводник:Красный

+ Проводник: Белый

Оболочка: Коричневый

- Проводник: Красный

+ Проводник: Белый

Оболочка: Чёрный

- Проводник: Белый

+ Проводник: Чёрный

Оболочка: Чёрный

- Проводник: Синий

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Чёрный

- Проводник: Синий

+ Проводник: Красный

Оболочка: Синий

- Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Желтый

- Проводник: Чёрный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Чёрный

К

- Проводник:Красный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Коричневый

- Проводник: Красный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Желтый

- Проводник: Белый

+ Проводник: Зеленый

Оболочка: Зеленый

- Проводник: Синий

+ Проводник: Коричневый

Оболочка: Красный

- Проводник: Зелёный

+ Проводник: Красный

Оболочка: Зелёный

- Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Синий

- Проводник: Пурпурный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Желтый

N

- Проводник:Красный

+ Проводник: Оранжевый

Оболочка: Коричневый

- Проводник: Красный

+ Проводник: Оранжевый

Оболочка: Оранжевый

- Проводник: Белый

+ Проводник: Розовый

Оболочка: Розовый

- Проводник: Синий

+ Проводник: Оранжевый

Оболочка: Оранжевый

не применяется

не применяется

не применяется

не применяется

не применяется

не применяется

не применяется

не применяется

не применяется

R

не применяется

не применяется

не применяется

- Проводник: Красный

+ Проводник: Чёрный

Оболочка: Зелёный

- Проводник: Белый

+ Проводник: Оранжевый

Оболочка: Оранжевый

- Проводник: Синий

+ Проводник: Белый

Оболочка: Зелёный

- Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Белый

- Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Чёрный

- Проводник:Зелёный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Зелёный

S

не применяется

не применяется

не применяется

- Проводник: Красный

+ Проводник: Чёрный

Оболочка: Зелёный

- Проводник: Белый

+ Проводник: Оранжевый

Оболочка: Оранжевый

- Проводник: Синий

+ Проводник: Белый

Оболочка: Зелёный

- Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Белый

- Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Чёрный

- Проводник:Зелёный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Зелёный

Т

- Проводник:Красный

+ Проводник:Синий

Оболочка: Коричневый

- Проводник: Красный

+ Проводник: Синий

Оболочка: Синий

- Проводник: Белый

+ Проводник: Коричневый

Оболочка: Коричневый

- Проводник: Синий

+ Проводник: Белый

Оболочка: Синий

- Проводник: Коричневый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Коричневый

- Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Коричневый

- Проводник: Синий

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Синий

 

В некоторых случаях, когда экономические соображения могут не позволять использовать дорогостоящие удлинительные провода из редких металлов, таких как платиновые сплавы, используемые в термопарах типа R, S и B, можно использовать в узком диапазоне менее дорогие медные сплавы, которые имеют э.д.с., похожую на э.д.с. самой термопары. Такие выводы называются «компенсационными проводами» и они несколько снижают вышеуказанную погрешность.

Совет: Имеется множество факторов, отрицательно влияющих на измерения с помощью дистанционно смонтированных термопар, включая

- возможные погрешности, которые могут вноситься в измерение с помощью термопар из-за ЭМП и РЧП при применении удлинительных проводов или компенсационных проводов,

- стоимость специальных проводов,

- стоимость замены удлинительных проводов термопар на регулярной основе

- возможность ошибок при подключении проводов из-за несоблюдения цветовой кодировки.

Учитывая все это, настоятельно рекомендуется применять измерительные преобразователи, монтируемые непосредственно на первичный преобразователь, везде, где это возможно.


7. Способы монтажа

Так как термопары изготавливаются с использованием таких же размеров , что и ТС, описанные выше способы монтажа применимы и к термопарам. См. п. 3.2.3.3 выше в разделе, посвященном ТС.


8. Точность термопар

На точность термопар влияют несколько факторов, включая тип термопары, ее диапазон измеряемых температур, чистоту

материала, электрические шумы (ЭМП и РЧП), коррозию, ухудшение свойств спая и процесс изготовления. Термопары выпускаются со стандартным классом допуска или специальным классом допуска, которые называются классом 2 и классом 1, соответственно. Наиболее часто применяемым международным стандартом является IEC-60584-2. В США чаще всего применяется стандарт ASTM E230. Каждый стандарт устанавливает пределы допусков, которым должны соответствовать изделия. См. таблицу 8a и таблицу 8b.


Таблица 8a - Требования к допускам термопар для обеспечения соответствия стандарту IEC 60584-2

Типы

Класс точности 1

Класс точности 2

Класс точи ости 3 1)

Тип Т

Температурный диапазон

-40 °С до +125 °С

-40 °С до+133 °С

-67 °С до +40 °С

Точность

±0.5° С

±1 °С

±1 °С

Температурный диапазон

125 °С до 350 °С

133 °С до 350 °С

-200 °С до -67 °С

Точность

±0.004 • | t |

±0.0075 • | t |

±0.015- | t |

Тип Е

Температурный диапазон

-40 °С до +375 °С

-40 °С до +333 °С

-167 °С до +40 °С

Точность

±1.5 °С

±2.5 °С

±2.5 °С

Температурный диапазон

375 °С до 800 °С

333 °С до 900 °С

-200 °С до-167 °С

Точность

±0.004 • | t |

±0.0075 • | t |

±0.015- | t |

Тип J

Температурный диапазон

-40 °С до +375 °С

-40 °С до +333 °С

Значение допуска

±1.5 °С

±2.5 °С

Температурный диапазон

375 °С до 750 °С

333 °С до 750 °С

Значение допуска

±0.004 • | t |

±0.0075 • | t |

Тип К,

Тип N

Температурный диапазон

0°С до 1100 °С

-40 °С до +333 °С

-167 °С до +40 °С

Точность

±1 °С

±2.5 °С

±2.5 °С

Температурный диапазон

1100°С до 1600°С

333 °С до 1200 °С

-200 °С до-167 °С

Точность

±[1 +0,003 (t-1100)] °с

±0.0075 • | t |

±0.015- | t |

Тип R,

тип S

Температурный диапазон

0°С ДО 1100 °С

0 °С до +600 °С

Точность

±1 °с

±1.5 °С

Температурный диапазон

1100°С до 1600°С

600 °С до 1600 °С

Точность

±[1 +0,003 (t-1100)] °с

±0.0025 • | t |

Тип В

Температурный диапазон

600 °С до 800 °С

Точность

+4 °С

Температурный диапазон

600 °С до 1700 °С

800 °С до 1700 °С

Точность

±0.0025 • | t |

±0.005- | t |

1) Материалы термопар обычно поставляются таким образом, чтобы они отвечали производственным допускам, указанным в таблице для температур выше -40 °C. Однако эти материалы могут не укладываться в производственные допуски при низких температурах, указанных в колонке класса 3 для термопар типа T, E, K и N . Если требуется, чтобы термопары соответствовали предельным значениям класса 3, а также класса 1 или 2, заказчик должен указать это, поскольку в этом случае обычно требуется выбирать материалы

 

Допуски на значения э.д.с. в зависимости от температуры для термопар

ПРИМЕЧАНИЕ 1 - Допуски в этой таблице применяются к новым, практически однородным проводам термопар, обычно имеющим диаметр в диапазоне 0,25 - 3 мм и используемым при температуре, не превышающей рекомендуемые предельные значения таблицы 6 . Если изделия используются при более высоких температурах, эти допуски могут оказаться неприменимы.

ПРИМЕЧАНИЕ 2 - При данной температуре, указанной в градусах °C, точность, указанная в °F, в 1,8 раза больше, чем точность, указанная в °C. В тех случаях, когда точность указывается в процентах, значение в процентах применяется к измеряемой температуре, выражаемой в градусах Цельсия. Чтобы определить точность в градусах Фаренгейта, умножьте точность в градусах Цельсия на 9/5.

ПРИМЕЧАНИЕ 3 - Внимание: Пользователи должны иметь информацию об определенных характеристиках материалов термопар, включая то, что зависимость э.д.с. от температуры может меняться со временем; следовательно, результаты испытаний и эксплуатационные характеристики, полученные на момент изготовления, не обязательно могут оставаться постоянными в течение всего продолжительного периода эксплуатации. Точности, указанные в этой таблице, применимы только к новым проводам, поставленным пользователю, и не учитывают изменений характеристик в ходе эксплуатации. Величина такого изменения будет зависеть от таких факторов, как размер термоэлектрода, температура, время воздействия и окружающая среда. Кроме того, следует заметить, что ввиду возможных изменений однородности, попытка повторной калибровки бывших в эксплуатации термопар вероятнее всего даст неправильные результаты, и проводить ее не рекомендуется. Но может оказаться целесообразным сравнение бывшей в употреблении термопары на месте с новыми или гарантированно обладающими хорошими точностными характеристиками термопарами, чтобы убедиться в ее пригодности для дальнейшей эксплуатации в условиях, в которых проводилось сравнение.

Таблица 8a - Требования к допускам термопар для обеспечения соответствия стандарту ASTM E230-11

 

Температурный диапазон

Точность- эталонный спай при 0 °С [ 32 °F ]

Тип термопары

°С

°F

Допустимое отклонение

Специальные допуски

°С (в зависимости от того, что больше)

°F

°С (в зависимости от того, что больше)

°F

T

J

К или N

R или S

В

от 0 до 370

от 32 до 700

±1,0 или ±0,75%

Примечание 2

±0,5 или ±0,4%

Примечание 2

от 0 до 760

от 32 до 1400

±2,2 или ±0,75%

±1,1 или ±0,4%

от 0 до 870

от 32 до 1600

±1,7 или ±0,5%

±0,01 °С или ±0.,4%

От 0 до 1260

от 32 до 2300

±2,2 °С или ±0,75%

±1,1 Тили ±0,4%

от 0 до 1480

от 32 до 2700

±1,5 °С или ±0,25%

±0,6 °С или ±0,1%

от 870 до 1700

от 1600 до 3100

±0,5%

±0,25%

С

От 0 до 2315

от 32 до 4200

±4,4 или 1%

Примечание 2

Применимо примечание

 

ТA

*EA

КA

от -200 до 0

от -328 до 32

±1,0 или ±1.5%

 

В

 

от -200 до 0

от -328 до 32

±1,7 или ±1%

В

от -200 до 0

от -328 до 32

±2,2 или ±2%

В

* Указанные стандартные допуски не применимы к термопарам типа E с минеральной изоляцией, с металлической оболочкой (MIMS). Стандартные допуски для термопар MIMS типа E соответствуют большему из значений ±2,2 °C или ±0,75% в диапазоне от 0 до 870 °C и большему из значений ±2,2 °C или ±2% в диапазоне от -200 до 0 °C.

A Термопары и материалы термопар обычно поставляются таким образом, чтобы они соответствовали допустимым отклонениям, указанным в таблице для температур выше 0 °C. Однако эти же материалы могут не укладываться в допуски при температурах ниже 0 °C во второй части таблицы. Если требуется, чтобы материалы соответствовали допускам, указанным для температур ниже 0° C, покупатель должен указать это при оформлении заказа. Обычно в этом случае требуется подбор материалов.

B Специальные допуски для температур ниже 0 °C трудно подтвердить ввиду ограниченного объема имеющейся информации.

Тем не менее, при обсуждении поставки между покупателем и поставщиком рекомендуется руководствоваться следующими значениями для термопар типа E и T :

Тип E, от -200 до 0 °C, ±1,0 °C или ±0,5% (в зависимости от того, что больше)

Тип Т, от -200 до 0 °C, ±0,5 °C или ±0,8% (в зависимости от того, что больше)

Начальные значения допуска для термопар типа J при температурах ниже 0 °C и специальных допусков для термопар типа K при температурах ниже 0 °C не указаны из-за характеристик материалов. Данных по термопарам типа N при температурах ниже 0 °C в настоящее время нет.


Быстродействие измерения

Динамическое быстродействие первичного преобразователя может быть важно, если температура технологического процесса меняется быстро и в систему управления необходимо подавать быстро меняющиеся входные сигналы. Первичный преобразователь, установленный непосредственно в технологическую линию, будет иметь большее быстродействие, чем первичный преобразователь с защитной гильзой.

Важно отметить, что если никакой защитной гильзы не применяется, чувствительный элемент подвергается воздействию среды технологического процесса и его невозможно заменить, не прерывая потока, для чего часто требуется останавливать технологический процесс и опорожнять технологическую систему. Указания по проектированию на большинстве производств не позволяют использовать первичные преобразователи без защитных гильз. Такие установки гораздо менее безопасны с точки зрения возможной разгерметизации технологических установок, в них возможны более частые выходы из строя первичных преобразователей из-за воздействия неблагоприятных условий технологического процесса, и они часто требуют дорогостоящих остановок технологического процесса для замены отказавшего первичного преобразователя. Применение защитных гильз решает эту проблему.

Но если используется защитная гильза, очевидно, что время реакции увеличивается (быстродействие уменьшается) из-за возрастания тепловой массы узла. Ключом к оптимизации быстродействия является уменьшение массы при сохранении достаточной физической прочности, чтобы узел выдерживал давление технологического процесса и силы, создаваемые потоком среды. Защитные гильзы меньшего диаметра обеспечивают более высокое быстродействие, так как требуется нагревать и охлаждать меньшее количество материала. Также важно правильно установить первичный преобразователь, чтобы добиться высокого быстродействия. Первичный преобразователь должен быть достаточно длинным, чтобы его конец касался дна защитной гильзы для обеспечения хорошей теплопроводности. Диаметр первичного преобразователя также должен быть таким, чтобы он плотно входил в защитную гильзу и воздушный зазор между первичным преобразователем и защитной гильзой был минимален. Кроме того, быстродействие улучшается путем использования подпружиненного первичного преобразователя и заполнения пустот в гильзе теплопроводящим наполнителем. Характеристики измеряемой среды также влияют на быстродействие, особенно ее скорость потока и плотность. Быстро движущаяся среда передает тепло и меняющуюся температуру лучше, чем медленно движущаяся, а более плотные среды (жидкости) являются лучшими проводниками тепла, чем среды с малой плотностью (газы).

Сравнение быстродействия систем измерения температуры, использующих термопару без защитной гильзы или ТС без защитной гильзы в системе с текущей водой показало, что заземленный конец термопары имеет быстродействие примерно в 2 раза выше, чем подпружиненный датчик ТС. При измерениях в потоке воздуха ТС работает несколько быстрее, чем термопара.

Однако эти преимущества существенно нивелируются, если не исчезают полностью, когда первичный преобразователь устанавливается в защитную гильзу. Масса защитной гильзы настолько велика по сравнению с массой первичного преобразователя, что она очевидно оказывает доминирующее влияние на быстродействие системы.

При использовании первичного преобразователя диаметром 6 мм (1/4 дюйма) в системе измерения температуры воды, быстродействие термопары и ТС примерно одинаковое, а при использовании первичного преобразователя диаметром 3 мм, термопара несколько быстрее, чем ТС. При измерении температуры воздуха быстродействие термопар и ТС примерно одинаковое при использовании как 3-миллиметровых (1/8 дюйма), так и 6-миллиметровых первичных преобразователей.

Поскольку в очень малом количестве технологических процессов используются для измерения первичные преобразователи без защитных гильз, изначально присущее термопарам преимущество в быстродействии значительно нивелируется. Вдумчивый разработчик выбирает наилучший первичный преобразователь для данной системы, основываясь на множестве других факторов, и не руководствуется вводящими в заблуждение утверждениями, которые можно слышать так часто: «термопары всегда быстрее, чем ТС».


Многоточечные первичные преобразователи и первичные преобразователи для измерения температурного профиля

Многоточечные первичные преобразователи температуры для измерения температурного профиля измеряют температуры в различных точках вдоль линии. Они нашли широкое применение в химической и нефтехимической отраслях для снятия распределения температур в баках, реакторах, установках каталитического крекинга и дистилляционных установках или колоннах фракционирования. Многоточечные первичные преобразователи температуры для снятия распределения температуры обеспечивают экономичное, легко устанавливаемое и обслуживаемое решение сбора данных.

Эти первичные преобразователи для снятия распределения температуры способны обеспечивать измерение в нескольких точках, от 2 до 60, в одной защитной трубке с одной точкой ввода в установку. Первичными преобразователями могут быть либо датчики ТС, либо термопары, в зависимости от требований конкретной системы. Полные данные см. в листах технических данных поставщиков, а также см. главу 9, где приведены некоторые примеры применения таких первичных преобразователей.

Заключение

В этой главе мы подробно рассмотрели теорию, расчет, конструкцию, установку и эксплуатацию двух первичных преобразователей температуры, наиболее широко применяемых в промышленных технологических процессах - термопреобразователей сопротивления и термопар. Из сказанного выше о точности и эксплуатационных характеристиках каждого из типов первичных преобразователей можно сделать вывод, что существует множество факторов, влияющих на принятие решения, которые необходимо учитывать при выборе правильного первичного преобразователя для конкретной системы.

В некоторых системах с высокими температурами термопары являются единственным возможным решением, а в других системах могут работать любые первичные преобразователи. При принятии решения следует руководствоваться и другими соображениями, включая требуемую точность системы измерения, эксплуатационные характеристики при длительной эксплуатации и стоимость эксплуатации.

Термопара — Вікіпедія

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Схема термопари. При температурі спаю ніхрому і алюміній-нікелю 300 °C термо-ЕРС становить 12,2 мВ. Фото термопари

Термопа́ра — чутливий елемент термоелектричного перетворювача у вигляді двох ізольованих провідників із різнорідних матеріалів, з'єднаних на одному кінці, принцип дії якого ґрунтується на використанні термоелектричного ефекту для вимірювання температури[1].

Використовується в устаткуванні для вимірювання температури, а також для прямого перетворення енергії тепла в електричну енергію у тих випадках, коли доцільно уникнути рухомих деталей (наприклад, у космосі). Поглинання тепла при проходженні електричного струму через контакт використовується в холодильниках тощо.

Термопару використовують як чутливий елемент (первинний вимірювальний перетворювач) у засобах контролю температури в печах. Термопара являє собою металевий провід з особливих сплавів, дві жили якого спаяні між собою, і спай розміщений в контрольовану зону печі.[2] Вільні кінці проводу виведені за межі нагрівальної зони та з'єднані з приладом, що показує перетворений сигнал одержаний від спаю термопари. Термопара, що перебуває в печі, захована у вогнестійкий чохол, що захищає її від агресивного середовища печі.[2]

Принцип дії термопари базується на термоелектричних явищах. Термопара складається з двох провідників, сполучених кінцями так, що вони утворюють два контакти. Контакти поміщають в середовища з різною температурою. Технічні вимоги до термопар визначаються ДСТУ 2857-94[3] та ДСТУ IEC 60584[4][5][6]

Основні типи термопар та їх характеристики[3]
Тип термопари за МЕК* Тип термопари за ДСТУ (ГОСТ) Температурний діапазон °C (довготривало) Температурний діапазон °C (короткотривало)
K ТХА (хромель-алюмелеві) 0 до +1100 −180 до +1300
J ТЖК (залізо-константанові) 0 до +700 −180 дo +800
N ТНН (ніхросил-нісилові) 0 до +1100 −270 дo +1300
R ТПП 13 (платинородій-платинові) 0 до +1600 −50 дo +1700
S ТПП 10 (платинородій-платинові) 0 до 1600 −50 до +1750
B ТПР (платинородій-платинородієві) +200 до +1700 0 до +1820
T ТМКн (мідь-константанові) −185 до +300 −250 до +400
E ТХКн (хромель-константанові) 0 до +800 −40 до +900

* Міжнародна електротехнічна комісія

Пари металів, що використовуються для основних термопар (МЕК)[ред. | ред. код]

  • платинородій-платинові – Тип R
  • платинородій-платинові – Тип S
  • платинородій-платинородієві – Тип B
  • залізо-константанові (залізо-мідьнікелеві) – Тип J
  • мідь-константанові (мідь-мідьнікелеві) – Тип Т
  • ніхросил-нісилові (нікельхромнікель-нікелькремнієві) – Тип N.
  • хромель-алюмелеві – Тип K
  • хромель-константанові – Тип E
  • хромель-копелеві – Тип L
  • мідь-копелеві – Тип М
  • сильх-силінові – Тип I
  • вольфрам і реній – вольфрам-ренієві – Тип А-1, А-2, А-3.

Термометр[ред. | ред. код]

Принцип дії термопари заснований на ефекті Зеєбека, інакше термо-ЕРС. Коли кінці провідника піддати різним температурам, між ними виникає різниця потенціалів, пропорційна різниці температур, коефіцієнт пропорційності називають коефіцієнт термо-ЕРС. У різних металів коефіцієнт термо-ЕРС різний, і відповідно різниця потенціалів, що виникає між кінцями різних провідників, буде різна. Помістивши спай з металів з відмінними коефіцієнтами термо-ЕРС в середовище з температурою T1{\displaystyle T_{1}}, ми отримаємо напругу між протилежними контактами, що піддані іншій температурі T2{\displaystyle T_{2}}, яка буде пропорційна різниці температур T1{\displaystyle T_{1}} і T2{\displaystyle T_{2}}.

Джерело живлення[ред. | ред. код]

Електрорушійна сила, що виникає в термопарі, між нагрітим і холодним кінцем, може використовуватися як джерело живлення. Ефективність такого джерела невисока, але в певних умовах, наприклад, в космосі, далеко від Сонця, таке джерело незамінне, зважаючи на відсутність рухомих частин. Для нагрівання гарячого кінця термопари в космічних апаратах використовують тепло від радіоактивного розпаду.

Нагрівач або холодильник[ред. | ред. код]

Термопари застосовують також у нагрівачах та холодильниках, використовуючи ефект Пельтьє. При проходженні електричного струму через контакти термопари один із них нагрівається, а другий охолоджується.

  1. ↑ ДСТУ 3518-97 Термометрія. Терміни та визначення.
  2. а б Захаров А. И. Основы технологии керамики: Учебное пособие / РХТУ им.Менделеева; М., 1999. 79 с. ISBN 5-7234-0184-3 (с.: 13)
  3. а б ДСТУ 2857-94 (ГОСТ 6616-94) Перетворювачі термоелектричні. Загальні технічні умови.
  4. ↑ ДСТУ IEC 60584-1:2007 Перетворювачі термоелектричні. Частина 1. Градуювальні таблиці (IEC 60584-1:1995, IDT)
  5. ↑ ДСТУ IEC 60584-2:2007 Перетворювачі термоелектричні. Частина 2. Допуски (IEC 60584-2:1982, IDT)
  6. ↑ ДСТУ IEC 60584-3:2007 Перетворювачі термоелектричні. Частина 3. Подовжувальні та компенсаційні проводи. Допуски та системи ідентифікації (IEC 60584-3:1989, IDT)

Термопары. Типы термопар, рекомендации по выбору. Заметка

ПРОДУКЦИЯ


 

Внимание! Если Вы обнаружили ошибку на сайте, то выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

Вам понравилась эта статья?! Добавьте ее в свои закладки.

 

(495) 366-00-24
(495) 504-95-54


(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
e-mail: [email protected]

Нихром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Фехраль

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нихром в изоляции

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Титан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Вольфрам

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Молибден

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Кобальт

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Термопарная проволока

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Провода термопарные

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Никель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Монель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Константан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Мельхиор

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Твердые сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Порошки металлов

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нержавеющая сталь

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Жаропрочные сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ферросплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Олово

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Тантал

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ниобий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ванадий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Хром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Рений

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Прецизионные сплавы

Продукция

Описание

Магнитомягкие

Магнитотвердые

С заданным ТКЛР

С заданной упругостью

С высоким эл. сопротивлением

Сверхпроводники

Термобиметаллы

Заметка "Термопары. Типы термопар, рекомендации по выбору" содержит обзор существующих типов термопар, диапазоны измеряемых температур, условия эксплуатации. Рассматриваются различные материалы для их изготовления: никелевые и медно-никелевые сплавы - алюмель, хромель, копель, константан; медь, железо, вольфраморениевые сплавы - ВР5/ВР20; платина, платинородий.
1. Тип К (хромель-алюмель)
  • Используется для измерения температур в диапазоне от -200 °С до +1000 °С (рекомендуемый предел, зависящий от диаметра термоэлектродной проволоки).
  • В диапазоне температур от 200 до 500 °С может возникнуть эффект гистерезиса, когда показания при нагревании и охлаждении могут различаться. В некоторых случаях разница достигает 5 °С.
  • Работает в нейтральной атмосфере или атмосфере с избытком кислорода.
  • После термического старения показания снижаются.
  • Может произойти изменение термо-ЭДС при использовании в разряженной атмосфере, т.к. хром может выделяться из Ni-Cr вывода (так называемая миграция). При этом термопара показывает заниженную температуру.
  • Атмосфера серы вредна для термопары, т.к. воздействует на оба электрода.
2. Тип L (хромель-копель)
  • Используется для измерения температур в диапазоне от -200 °С до +800 °С (рекомендуемый предел, зависящий от диаметра термоэлектродной проволоки).
3. Тип Е (хромель-константан)
  • Используется для измерения температур в диапазоне от -40 °С до +900 °С.
  • Обладает высокой чувствительностью, что является плюсом.
  • Материалы электродов обладают термоэлектрической однородностью.
4. Тип Т (медь-константан)
  • Используется для измерения температур в диапазоне от -250 °С до +300 °С.
  • Может работать в атмосфере с небольшим избытком или недостатком кислорода.
  • Не рекомендуется использование термопар данного типа при температурах выше 400 °С.
  • Не чувствительна к повышенной влажности.
  • Оба вывода могут быть отожжены для удаления материалов, вызывающих термоэлекрическую неоднородность.
5. Тип J (железо-константан)
  • На железном выводе может образоваться ржавчина из-за конденсации влаги.
  • Хорошо работает в разряженной атмосфере.
  • 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.
  • Невысокая стоимость, т.к. в состав термопары входит железо.
6. Железо-копель
  • Используется для измерения температур в диапазоне от 0 до 760 °C.
7. Тип А (вольфраморениевый сплав ВР - вольфраморениевый сплав ВР)
  • Используется для измерения высоких температур от 0 до 2500 °C в инертной среде.
8. Тип N (нихросил-нисил)
  • 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), возможна кратковременная работа 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.
1. Тип В (платинородий-платинородиевая)
  • Максимальная температура, при которой может работать термопара, составляет 1500 °С (зависит от диаметра проволоки).
  • Кратковременное использование возможно до 1750 °С.
  • Присутствует эффект загрязнения водородом, кремнием, парами меди и железа при температурах выше 900 °С. Но данный 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 работать в окислительной среде.
  • Не рекомендуется применение при температуре ниже 600 °С, где термо-ЭДС очень мала и нелинейна.
2. Тип S (платинородий-платиновая)
  • Максимальная температура, при которой может работать термопара, составляет 1350 °С.
  • Кратковременное использование возможно до 1600 °С.
  • Присутствует эффект загрязнения водородом, углеродом, парами меди и железа при температурах выше 900 °С. При содержании в платиновом электроде 0,1% железа, тером-ЭДС 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. Вывод: термопары данного типа нельзя армировать стальной трубкой или следует изолировать электроды от трубки газонепроницаемой керамикой.
  • Может работать 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 применение ниже 400 °С, т.к термо-ЭДС в этой области мала и крайне нелинейна.
3. Тип R (платинородий-платиновая)
  • Обладает такими же свойствами, что и термопары типа S.

Устройство термопары: ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Термопара (ТХА)– устройство по измерению температуры.

Вообще температуру можно измерять двумя способами: контактным и бесконтактным. ТХА относятся к контактным измерительным устройствам. Принципы их работы основаны на эффекте Зеебека. Основными преимуществами считаются высокоточность измерения большого диапазона температур и надежность.

Термопары делятся на разные группы зависимо от своего состава, а также от точности измерительных данных.

Принцип измерения температуры термопарой.

Принцип работы на основе термоэлектрического эффекта состоит в следующем:

Если соединить два электрода из разных по роду сплавов так, чтобы образовалась замкнутая цепь и воздействовать на спаи разной температурой, то в самой цепи будет проходить постоянный ток.

Электрод, по которому ток проходит от горячего спая к холодному считается положительным, а от холодного к горячему – отрицательным. В названиях термопар на первом месте обозначается положительный электрод.

Определив температурные значения одного из спаев, и измерив, ток либо напряжение цепи, можно узнать температуру второго спая.

Конструкции термопар

ТХА имеют следующие конструктивные особенности:

Концы двух электродов соединяют в одной точке. Соединение производят электродуговой сваркой, при этом электроды изначально скручивают между собой. Электроды, состоящие из тугоплавкого металла, зачастую скручивают без сварки. Они должны соединяться лишь в рабочем спае. Вся остальная длинна, должна быть заизолированной.

Метод изолирования термоэлектродов зависит от максимальных значений температурного предела, при котором будет применена термопара. Если эти температуры не превышают 120 градусов, то в качестве изолятора может быть любой подходящий для этого материал. При значениях до 1300 градусов температуры изолятор изготавливают из фарфоровых трубочек или бусинок. При сверхвысоких температурах изолятор применяют из окисей алюминия, магния, бериллия, либо двуокисей тория, циркония.

Зависимо от рабочей среды в конструкцию термопары может входить защитная наружная трубка-чехол с закрытым окончанием. Трубка может состоять из металла, керамики либо металлокерамики. Чехол должен улучшать механические свойства ТХА, снимать механическое напряжение, обеспечивать защиту от попадания влаги, а иногда и герметичность. Материал, из которого выполнена трубка, должен сохранять свои свойства в условиях повышенных температур, а также обладать высокой химической стойкостью. Защитный чехол не должен быть чувствительным к резким температурным перепадам.

Разделение ТХА по конструктивному исполнению

Зависимо от условий эксплуатации и назначения термопары бывают погружаемыми и поверхностными.

В их конструкцию может входить или не входить защитный чехол. В свою очередь трубка-чехол может быть:

  • Стальной и выдерживать температурную нагрузку до 600 0С;
  • Состоять из жаростойкого материала и выдерживать до 11000С;
  • Фарфоровой – до 13000С;
  • Тугоплавкой – до 20000С.
Зависимо от конструкции креплений могут быть с наличием:
  • Неподвижного штуцера;
  • Подвижного штуцера;
  • Подвижного фланца.
Тип защиты выводов от внешней среды:
  • Обыкновенная головка;
  • Водозащищенная головка;
  • Специальная заделка выводных концов (без головки).
ТХА зависимо от сферы применения могут иметь специальную защиту от агрессивного воздействия. Незащищенные устройства обычно используют, когда окружающая среда не наносит никакого вреда электродам.

Герметичное выполнение термопары необходимо при эксплуатации измерителя в условиях перепадов давления и температуры.

По устойчивости к механическим воздействиям:

  • Виброустойчивая конструкция;
  • Ударопрочная;
  • Обычная.
По числу зон контроля температуры:
  • Однозонные;
  • Многозонные.
По степени тепловой инерции:
  • С высокой инерционностью – до 3,5 минут;
  • Со средними значениями инерционности – до 60 секунд;
  • Малоинерционные – до 40 секунд;
  • Ненормированные.
Рабочая часть ТХА может быть произведена в разной длине: начиная от 120 мм. Максимальная длина однозонной термопары составляет 1580 мм, многозонной – 20000 мм.

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

Виды термопар и их применение

Для изготовления термопар использует несколько видов сплавов металлов. Каждый сплав обладает характеристиками и предназначен для конкретного применения. Как показано в таблице 1, каждый из сплавов обозначен стандартным буквенным кодом.

Каждый вид проволоки термопары, можно определить с помощью цветового кода для отдельных проводников. Существует несколько систем цветового кодирования, используемых по всему миру, но в большинстве из них отрицательный вывод помечается красным цветом.

Таблица 1. Виды термопар

Тип Размер Диапазон ° F Диапазон ° C
J (железо & константан) 8 -70 до 1400 -57 до 760
14 -70 до +1100 -57 до 593
20 -70 до 900 -57 до 482
24 -70 до 700 -57 до 371
К (хромель & алюмель) 8 -70 до 2300 -57 до 1260
14 -70 до 2000 -57 до  1093
20 -70 до 1 800 -57 до 982
24 -70 до +1600 -57 до 870
N (нихросил & нисил) 8 -70 до 2300 -57 до 1260
14 -70 до 2000 -57 до 1093
20 -70 до 1800 -57 до 982
24 -70 до +1600 -57 до 870
Т (медь & константан) 14 -70 до 700 -57 до  371
20 -70 до 500 -57 до 260
24 -70 до 400 -57 до 200
Е (хромель & константан) 8 -70 до +1600 -57 до 871
14 -70 до 1200 -57 до 649
20 -70 до 1000 -57 до 538
R, S (платина & платина / 13% родия) 24 -50 до +2650 -46 до 1 454
В (платина / родий 6% & платиной / 30% родия) 24 32 до 2650 0 до 1454

Тем не менее, цветовое обозначение положительного и отрицательного провода термопары могут отличаться. Одна из распространенных систем маркировки (США) представлена  в таблице 2.

ТАБЛ. 2. Цветовой код для термопар (США)

Тип Провод
( + )
Провод
( — )
Оболочка 

термопары

J Белый Красный Коричневый
K Желтый Красный Коричневый
N Оранжевый Красный Коричневый
Т Синий Красный Коричневый
E Фиолетовый Красный Коричневый
R Черный Красный
S Черный Красный
B Серый Красный

Термопары вида J, K, N, E и T являются экономичными, надежными и сравнительно точными. Более 90% всех термопар производятся именно этих видов. Диапазон их применения простирается от -200°C до 1700°C.

  • Тип E — сплавы, пригодные для температур от -200 °С до 871 °С. Они могут быть использованы в среде от вакуума до умеренно кислых при очень низких температурах. Тип E обеспечивает самое высокое выходное напряжения из всех термопар, изготовленных из неблагородных металлов.
  • Тип J — подходит для более низких температурах (-200 ° С до 600 ° С). Они не должны быть использованы выше 760 °С. Экономически эффективный и надежный вид термопары. Популярный в химической промышленности (производство пластмасс), но также используется в качестве термопары для общего применения в определенном диапазоне температур.
  • Тип K — промышленный стандарт для температур до 1250°C. Термопары типа K могут подвергаться химической коррозии.
  • Тип N – схож с К-типом термопар, но более устойчивы к окислению.
  • Тип Т — сплавы, пригодные для температур от -200 ° C до 350 ° C. Обычно используется в пищевой промышленности.

Типы термопар | Узнайте и сравните типы термопар

Термопары доступны в различных комбинациях металлов или калибровок. Наиболее распространены термопары из «неблагородных металлов», известные как типы J, K, T, E и N. Существуют также высокотемпературные калибровки - также известные как термопары из благородных металлов - типов R, S, C и GB.

Различия в типах термопар

Каждая калибровка имеет свой диапазон температур и среду, хотя максимальная температура зависит от диаметра проволоки, используемой в термопаре.Хотя калибровка термопары определяет диапазон температур, максимальный диапазон также ограничен диаметром провода термопары. То есть очень тонкая термопара может не достичь полного диапазона температур. Общие температурные диапазоны термопар
Калибровка Температура
Диапазон
Стандартные пределы
ошибки
Специальные пределы
ошибки
Дж от 0 до 750 ° C
(от 32 ° до 1382 ° F)
Больше из 2.2 ° C
или 0,75%
Более 1,1 ° C
или 0,4%
К от -200 ° до 1250 ° C
(от -328 ° до 2282 ° F)
Более 2,2 ° C
или 0,75%
Более 1,1 ° C
или 0,4%
E от -200 ° до 900 ° C
(от -328 ° до 1652 ° F)
Больше 1.7 ° C
или 0,5%
Более 1,0 ° C
или 0,4%
т от -250 до 350 ° C
(от -418 ° до 662 ° F)
Более 1,0 ° C
или 0,75%

Типы термопар - КИП

Наиболее распространенными типами термопар являются тип B, E, J, K, N, R, S, T, C и P.Прежде чем выбирать тип термопары для вашего процесса, убедитесь, что вы знаете об ограничениях всех доступных типов калибровки.

Термопара типа B

Термопара типа B состоит из проволоки с содержанием платины 30% родия (+) и проволоки с содержанием платины 6% (-). Этот тип термопары может использоваться в окислительной или инертной атмосфере с диапазоном рабочих температур от 870 ° C до 1700 ° C (от 1000 ° F до 3100 ° F). Их никогда не следует использовать в восстановительной атмосфере.

Применение вакуума возможно на короткое время.Как и все термопары платинового типа, они всегда должны быть защищены керамической защитной трубкой. Изоляторы и защитные трубки из оксида алюминия предпочтительны для предотвращения загрязнения кремнеземом из муллитовой керамики.

В большинстве случаев платиновые термопары не следует размещать в металлических трубках любого типа при высоких температурах. Термопары типа B менее восприимчивы к росту зерна и отклонениям калибровки, чем термопары типа R и S.

Термопара типа E

Термопара типа E состоит из проволоки никель-10% хрома (+) и проволоки никель-45% меди (-).Термопары этого типа могут использоваться в окислительной или инертной атмосфере с диапазоном рабочих температур от -200 ° C до 900 ° C (от 330 ° F до 1600 ° F).

Термопара типа E может успешно использоваться при температурах ниже нуля благодаря высокой коррозионной стойкости в условиях высокой влажности. Из всех типов термопар тип E имеет самый высокий выход ЭДС на градус.

Термопара типа J

Термопара типа J состоит из железной (+) проволоки, а не из проволоки, содержащей никель-45% меди (-).Этот тип термопары следует использовать в окислительной, восстановительной, вакуумной или инертной атмосфере с диапазоном рабочих температур от 0 ° C до 760 ° C (от 32 ° F до 1400 ° F).

Если термопара используется при температуре выше 540 ° C (1000 ° F), следует использовать провод калибра 8 из-за быстрого окисления железной (+) проволоки. Термопары типа J не следует использовать в сернистых средах при температуре выше 540 ° C (1000 ° F).

Отрицательный элемент, или JN, термопары типа J может быть описан любым из следующих имен: Constantan, ThermoKanthal -JNs, HAI-JN1, Cuprona или Advances.Положительный элемент, или JP, термопары типа J может быть описан любым из следующих названий: ThermoKanthal-JPs и lron.

Термопара типа K

Термопара типа K состоит из проволоки никель-10% хрома (+) и проволоки никель-5% алюминия и кремния (-). Термопары этого типа следует использовать только в окислительной или инертной атмосфере с диапазоном рабочих температур от -200 ° C до 1260 ° C (от -330 ° F до 2300 ° F).

Они наиболее широко используются при температурах выше 540 ° C (1000 ″ F) из-за более высокой стойкости к окислению по сравнению с типами E, T или J.Есть некоторые условия, которых следует избегать при использовании термопар типа K . В вакуумных системах не следует использовать тип K из-за испарения хрома в положительном элементе.

Термопары

типа K не следует использовать в серосодержащих средах, поскольку оба элемента быстро корродируют, а отрицательный элемент в конечном итоге выйдет из строя механически из-за того, что он станет хрупким.

Также следует избегать восстанавливающих атмосфер. Низкий уровень кислорода может вызвать явление «зеленой гнили», при котором хром в элементах начинает окисляться, вызывая большие отрицательные дрейфы калибровки.

Зеленая гниль

Green-Rot наиболее выражен, когда термопары используются при температуре от 815 ° C до 1040 ° C (от 1500 ° F до 1900 ° F). Чтобы избежать этой проблемы, следует использовать большие защитные трубки LD для максимальной внутренней циркуляции воздуха или установку кислородного поглотителя в нижней части защитной трубки.

lf Green-Rot - серьезная проблема, необходимо установить термопары типа N. Отрицательный элемент, или KN, термопары типа K может быть описан любым из следующих названий: Alumel2, HAI-KN1, ThermoKanthal-KNs, T-2s, никель-кремний или Nial +.

Положительный элемент, или КП, термопары типа K можно описать следующими названиями: Chromel2, Tophel +, ThermoKanthal-KPs, Никель-хром, T-13 или HAI-KP1.

Термопара типа N

Термопара типа N состоит из проволоки никель-14% хром-1 1/2% кремния (+), а не проволоки никель-4 1/2% кремния-1/10% магния (-). Термопара типа N - новейшее дополнение к семейству ISA. Он был разработан для использования в тех же условиях, что и Type K.Тип N следует использовать в окислительной или инертной атмосфере с диапазоном рабочих температур от -200 ° C до 1260 ° C (от -330 ° F до 2300 ° F).

Добавление кремния и хрома делает этот тип термопары более устойчивым к зеленой гнили и меньшим дрейфом по сравнению с типом K. Отрицательный элемент, или NN, термопары типа N может быть описан любым из следующих названий: Нисил, никель-кремний или, HAI-NN1.

Положительный элемент, или NP, термопары типа N может быть описан любым из следующих названий: никельсил, никель-хром-кремний или HAI-NP1.

Термопара типа R

Термопара типа R состоит из проволоки с содержанием платины с 13% родия (+) и платины (-). Этот тип термопары может использоваться в окислительной или инертной атмосфере с диапазоном рабочих температур от 0 ° C до 1480 ° C (32 ° F1o 2700 ° F).

Их нельзя использовать в восстановительной атмосфере. Как и все термопары платинового типа, они всегда должны быть защищены керамической защитной трубкой. Изоляторы и защитные трубки из оксида алюминия предпочтительны для предотвращения загрязнения кремнеземом из муллитовой керамики.

Когда термопары типа R непрерывно используются при высоких температурах, со временем в элементах может развиваться чрезмерный рост зерна, вызывая механическое повреждение термопары. В большинстве ситуаций платиновые термопары не следует размещать в металлических трубках любого типа или в устройствах, где присутствуют пары металлов.

Термопара типа S

Термопара типа S состоит из провода платина с 10% родия (+), а не провода из платины (-).Этот тип термопары может использоваться в окислительной или инертной атмосфере с диапазоном рабочих температур от 0 ° C до 1480 ° C (от 32 ° F до 2700 ° F).

Их нельзя использовать в восстановительной атмосфере. Как и все термопары платинового типа , они всегда должны быть защищены керамической защитной трубкой. Изоляторы и защитные трубки из оксида алюминия предпочтительны для предотвращения загрязнения кремнеземом из муллитовой керамики.

Когда термопары типа S постоянно используются при высоких температурах, в элементах со временем может развиться чрезмерный рост зерен, что приведет к механическому разрушению термопары.В большинстве случаев платиновые термопары не следует размещать в металлических трубках любого типа или в устройствах, где присутствуют пары металлов.

Термопара типа T

Термопара типа T состоит из медного (+) провода по сравнению с медным (-) проводом с содержанием никеля 45%. Термопары типа часто называют медно-константановыми.

Термопара этого типа может использоваться в окислительной, восстановительной или инертной атмосфере с диапазоном рабочих температур от -200 ° C до 370 ° C (от -330 ° F до 700 ° F).Использование этой термопары при высоких температурах также ограничено из-за быстрого окисления медного элемента.

Термопара типа T - одна из немногих термопар, для которых установлены пределы погрешности для использования в отрицательных и криогенных условиях. Это возможно благодаря превосходной коррозионной стойкости типа T во влажной среде.

Термопара типа C

Термопара типа C или WSR состоит из проволоки вольфрам-5% рения (+), а не проволоки вольфрама-26% рения (-).Термопары этого типа могут использоваться в высокотемпературном вакууме или инертной атмосфере с диапазоном рабочих температур до 2316 ° C (4200 ° F).

lt имеет очень плохую стойкость к окислению, что необходимо учитывать. Термопара типа C является наиболее распространенной формой термопар вольфрам-рениевого типа из-за того, что проводники наименее хрупкие при комнатной температуре. Эта характеристика очень важна, поскольку хрупкие проводники создают плохие термопары.

Термопара типа P

Термопара типа P или Platinel 116 состоит из проволоки, состоящей из 55% палладия, 31% платины и 14% золота (+), а не проволоки на 65% золота и 35% палладия (-).Термопара типа изготовлена ​​из благородного металла и должна иметь такую ​​же защиту, как и термопара типа R, S или B.

Этот тип термопары был разработан для аппроксимации кривой типа K при высоких температурах. Термопары Platinel могут использоваться в окислительной или инертной атмосфере с диапазоном рабочих температур до 1260 ° C (2300 ° F). При использовании термопар типа P следует использовать удлинительный провод типа K для подключения термопары типа P к прибору.

Примечание. Типы термопар, описанные выше, представляют собой буквенные обозначения, присвоенные Американским приборным обществом (lSA) и принятые в качестве американского стандарта в ANSI MC 96.1. Буквы Type C и P являются исключением. Тип C и Тип P - это буквенные обозначения, обычно используемые сегодня производителями термопар , а не LSA. Было разработано еще несколько более экзотических типов термопар, но, поскольку они используются редко, мы решили не перечислять их.

Источник: asrichards.com

Типы термопар, диапазоны и их применение, Сравнение термопар

Термопара - это один из типов датчиков температуры, используемых для измерения температуры, и у него есть две разные ножки из металлической проволоки.Эти две ветви из металлической проволоки соединяются вместе в конце цепи, образуя соединение. Таким образом, можно рассчитать температуру на этом стыке. Когда соединение понимает изменение температуры, создается напряжение. Создаваемое напряжение может быть изменено с помощью этой справочной таблицы датчика для расчета температуры.

Области применения термопар в основном включают многочисленные научные, производственные и промышленные применения. Промышленные применения в основном включают газ (или) нефть, производство электроэнергии, цемент, фармацевтику, биотехнологии, бумагу и мягкие ткани.Этот датчик также используется в бытовой технике, а именно в тостерах, плитах и ​​обогревателях. Обычно использование этих устройств является высоким из-за их характеристик, таких как предельная высокая температура, низкая стоимость, долговечность по своей природе и широкий спектр термопар.


Различные Типы и диапазоны термопар

Термопары подразделяются на различные типы, а именно: Тип-K, Тип-J, Тип-T, Тип-E, Тип-N, Тип-S, Тип-R и Тип-Б. У этих типов термопар есть свои особенности.Но термопара окружена защитной оболочкой для отделения ее от окружающей среды. Эта защитная оболочка резко снижает эффект коррозии.

Прежде чем говорить о типах термопар, необходимо отметить, что они часто окружены защитным кожухом для изоляции от окружающей среды. Эта защитная крышка значительно снизит эффект ржавчины.

Термопара J-типа

Это наиболее часто используемая термопара, она состоит из положительной (железная) и отрицательной (константановая) ножек.Эта термопара может применяться в восстановительной, вакуумной, окислительной и инертной средах. Температурный диапазон этой термопары невелик, а срок службы при высоких температурах меньше, чем у К-типа. По надежности и стоимости не уступает K-Type.

Термопара типа J

Термопара типа K

Термопара k-типа является наиболее распространенным типом термометров и состоит из положительной (хромель) и отрицательной (алюминий) ножек.Эта термопара рекомендуется для инертной или окислительной атмосферы до 2300 0 F Цикл выше и, но не рекомендуется для ниже 1800 0 F из-за изменения ЭДС из-за гистерезиса. Он достаточно стабилен, а также точен при высоких температурах.


Термопара типа K

Термопара типа N

Термопара N-типа состоит из положительной (Nicrosil) и отрицательной (Nisil) ножек. Он имеет более высокую стойкость к деградации из-за циклического изменения температуры, гистерезиса и зеленой гнили, чем у K-типа.Обычно это очень дорого.

N Тип Термопара

Термопара T-типа

Термопара T-типа состоит из положительной (медной) и отрицательной (константановой) ножек. Области применения в основном включают окисление, восстановление в вакууме и инертных средах. Он сохраняет стабильную стойкость к разложению в большинстве сред, а также высокую стабильность при отрицательных температурах.

Термопара типа T

Термопара E-типа

Термопара E-типа состоит из положительной (хромель) и отрицательной (константан) ножек, и она не ориентирована на окисление в атмосфере.Этот тип также имеет максимальную ЭДС на градус, как и любой типичный тип термопары. Но этот тип нужно защищать от сернистых сред.

Термопара типа E

Термопара типа S

Термопара S-типа используется в условиях чрезвычайно высоких температур. Применения этого в основном касаются фармацевтической, а также биотехнологической промышленности. Иногда он используется в низкотемпературных приложениях из-за стабильности и высокой точности.

Термопара типа S

Термопара типа B

Термопара типа B широко используется в высокотемпературных приложениях, и ее температурный предел выше, чем у других типов термопар, описанных выше.Он поддерживает высокий уровень точности, а также стабильность при очень высоких температурах.

Термопара типа B

Термопара R-типа

Термопара R-типа применима для высоких температур. Он состоит из более высокого процента химических элементов (родий), чем S-тип, что делает его более дорогостоящим. Этот тип очень похож на S-Type с точки зрения действия. Иногда он используется в низкотемпературных приложениях из-за его стабильности и высокой точности.

R Тип термопара

Сравнение типов термопар

Сравнение типов термопар включает следующее.

Для J-типа

Состав: Имеет железные (+) и константановые (-) ножки

Диапазон температур: Диапазон температур J-типа составляет от –210 до +1200 ° C

Точность: Точность для J-типа типичная: +/- 2,2 ° C (или) +/- 0,75%. Конкретные пределы погрешности: +/- 1.1C (или) 0,4%

Чувствительность: Чувствительность J-типа 50-60 мкВ / ° C

Для K-типа

Состав: Он содержит хромель (+) и алюминий (- ) ножки

Диапазон температур: Диапазон температур для K-типа составляет от 200 до 2300 o F и от 95 до 1260 o C

Точность: Точность для K-типа Типичная: + / - 2,2C (или) +/- 0,75% конкретные пределы погрешности: +/- 1,1C (или) 0,4%

Чувствительность: Чувствительность K-типа составляет 28-42 мкВ / ° C

Для Тип N

Состав: Имеет ножки Nicrosil (+) и Nisil (-)

Температурный диапазон: Диапазон температур N-типа составляет от –250 до +1300 ° C Точность: точность для N-типа типичная: +/- 2.2C (или) +/- 0,75% особые пределы погрешности: +/- 1,1C (или) 0,4%

Чувствительность: Чувствительность N-типа составляет 24 - 38 мкВ / ° C

Для T- Тип

Состав: Имеет медные (+) и константановые (-) ножки

Температурный диапазон: Температурный диапазон T-типа составляет от –330 до 660 ° F и - от –200 до 350 ° C

Точность: Точность для Т-типа типичная: +/- 2,2 ° C (или) +/- 0,75%, конкретные пределы погрешности: +/- 1.1C (или) 0,4%

Чувствительность: Чувствительность T-типа составляет 17-58 мкВ / ° C

Для E-типа

Состав: Он содержит хромель (+) и константан (- ) ножки

Диапазон температур: Диапазон температур для E-типа составляет от –200 до 1650 ° F и - от –95 до 900 ° C

Точность: Точность для E-типа является стандартной : +/- 1,7 ° C (или) +/- 0,5% конкретные пределы погрешности: +/- 1.1C (или) 0,4%

Чувствительность: Чувствительность E-типа 40-80 мкВ / ° C

Для S-типа

Состав: Он содержит платину, 10% родия (+) и Платиновые (-) ножки

Диапазон температур: Диапазон температур для S-типа составляет от 1800 до 2640 ° F и 980-1450 ° C

Точность: Точность для S-типа Типичная: + / - 1,5 ° C (или) +/- 0,25% конкретные пределы погрешности: +/- 0,6 ° C (или) 0.1%

Чувствительность: Чувствительность S-типа 8-12 мкВ / ° C

Для B-типа

Состав: Он содержит 30% родия платины (+) и 6% родия платины (-) ножки

Диапазон температур: Диапазон температур для B-типа составляет от 2500 до 3100 ° F и 1370-1700 ° C

Точность: Точность для B-типа стандартная: + / - 0,5% (или) +/- 0,25% особые пределы погрешности: +/- 0,25%

Чувствительность: Чувствительность типа B составляет 5-10 мкВ / ° C

Для R-типа

Состав: Он имеет платину 30% родий (+) и платину (-) ноги

Температурный диапазон: Температурный диапазон R-типа составляет от 1600 до 2640 ° F и от 870 до 1450 ° C

Точность: Точность для R-типа стандартная: +/- 1.5C (или) +/- 0,25% конкретные пределы погрешности: +/- 0,6C или 0,1%

Чувствительность: Чувствительность R-типа составляет 8-14 мкВ / ° C

Таким образом, это все о типы термопар. В этой статье описывается, что такое термопара? как это работает, различные типы термопар и их сравнение. Мы полагаем, что вы лучше поняли обзор этой концепции. Кроме того, любые вопросы относительно этой концепции. Пожалуйста, вернитесь к нам, оставив комментарий в разделе комментариев ниже.Вот вам вопрос, каковы области применения термопар?

Термопары

Введение в измерение температуры

Термопара - датчик для измерения температуры. Этот датчик состоит из двух разнородных металлических проводов, соединенных одним концом и подключенных к термометр с термопарой или другое устройство с функцией термопары на другом конце.При правильной настройке термопары могут обеспечивать измерения температуры. в широком диапазоне температур. Термопары

известны своей универсальностью в качестве датчиков температуры, поэтому обычно используются в широком диапазоне применений - от термопар промышленного использования до обычных термопар, используемых в коммунальных службах и обычных приборах. В связи с широким диапазоном моделей и технических характеристик, чрезвычайно важно понимать его основную структуру, принцип работы и диапазоны, чтобы лучше определить, какой тип и материал термопары подходит для вашего применения.

Подробнее о термопарах

Эффект Зеебека

В 1821 году Томас Зеебек обнаружил непрерывный ток в термоэлектрической цепи, когда два провода из разнородных металлов соединяются на обоих заканчивается и один из концов нагревается.

Как работает термопара?

Когда два провода, состоящие из разнородных металлов, соединяются на обоих концах и один из концов нагревается, в проводе течет постоянный ток. термоэлектрическая цепь. Если эта цепь разорвана в центре, сетевое напряжение разомкнутой цепи (напряжение Зеебека) является функцией соединения температура и состав двух металлов. Это означает, что когда соединение двух металлов нагревается или охлаждается, создается напряжение, которое может быть обратно коррелировано с температура.

Типы термопар

Термопары доступны в различных комбинациях металлов или калибровок. Наиболее распространены термопары из «основного металла», известные как типы J, K, T, E. и N. Существуют также высокотемпературные калибровки - также известные как термопары из благородных металлов - типов R, S, C и GB.

Каждая калибровка имеет свой диапазон температур и среду, хотя максимальная температура зависит от диаметра провода, используемого в термопара.

Хотя калибровка термопары определяет диапазон температур, максимальный диапазон также ограничен диаметром термопары. провод. То есть очень тонкая термопара может не достичь полного диапазона температур.

Термопары типа

K известны как универсальные термопара из-за невысокой стоимости и температурного диапазона.

Как выбрать термопару


1.Определите область применения, в которой будет использоваться термопара

2. Проанализируйте диапазоны температур, в которых будет работать термопара

3. Примите во внимание любую химическую стойкость, необходимую для материала термопары или оболочки

4. Оцените потребность в стойкости к истиранию и вибрации

5. Перечислите все требования для установки.

Как выбрать тип термопары?

Поскольку термопары измеряют в широком диапазоне температур и могут быть относительно прочными, термопары очень часто используются в промышленности.При выборе термопары используются следующие критерии:
- Температурный диапазон
- Химическая стойкость материала термопары или оболочки
- Устойчивость к истиранию и вибрации
- Требования к установке (может потребоваться совместимость с существующим оборудованием; существующие отверстия могут определять диаметр зонда)

Какое время отклика термопары?

Постоянная времени была определена как время, необходимое датчику для достижения 63.2% ступенчатого изменения температуры при заданном наборе условий. Чтобы датчик приблизился к 100% значения ступенчатого изменения, требуется пять постоянных времени. Термопара с открытым спаем обеспечивает самый быстрый отклик. Кроме того, чем меньше диаметр оболочки зонда, тем быстрее отклик, но максимальная температура может быть ниже. Однако имейте в виду, что иногда оболочка зонда не может выдерживать полный температурный диапазон термопарного типа.Узнайте больше о времени отклика термопары.

Как мне узнать, какой тип соединения выбрать?

Доступны зонды с термопарами в оболочке с одним из трех типов спая: заземленным, незаземленным или открытым. На конце зонда с заземленным переходом провода термопары физически прикреплены к внутренней стороне стенки зонда. Это приводит к хорошей теплопередаче. снаружи через стенку зонда до спая термопары.В незаземленном зонде спай термопары отделен от стенки зонда. Время отклика ниже, чем у заземленного типа, но незаземленный обеспечивает электрическую изоляцию.

Выберите подходящую термопару

Термопара из бисерной проволоки
Формы вращающихся анемометров с механической скоростью могут быть описаны как принадлежащие к классу лопастных или гребных.В этом стиле анемометра ось вращения должна быть параллельна направлению ветра и, следовательно, обычно горизонтальна. На открытых пространствах ветер меняется по направлению, и ось должна следовать за его изменениями. В случаях, когда направление движения воздуха всегда одно и то же, как, например, в вентиляционных шахтах шахт и зданий, используются ветровые лопатки, известные как счетчики воздуха, которые дают наиболее удовлетворительный результат. полученные результаты.Пластинчатые анемометры доступны с дополнительными функциями, такими как измерение температуры, влажности и точки росы, измерение объема. возможность преобразования и регистрации данных. Датчик термопары
Зонд термопары состоит из провода термопары, помещенного внутри металлической трубки.Стенка трубки называется оболочкой зонда. Общие материалы оболочки включают нержавеющую сталь и Inconel®. Инконель поддерживает более высокие диапазоны температур, чем нержавеющая сталь, однако нержавеющая сталь часто предпочтительнее из-за его широкой химической совместимости. Для очень высоких температур также доступны другие экзотические материалы для оболочки. Посмотреть нашу линию высоких температурные экзотические термопары.

Наконечник термопары доступен в трех различных исполнениях. Заземленный, незаземленный и незащищенный. С заземленным наконечником термопара находится в контакт со стенкой оболочки. Заземленный переход обеспечивает быстрое время отклика, но он наиболее чувствителен к контурам электрического заземления. В необоснованном спаев термопара отделяется от стенки оболочки слоем изоляции. Наконечник термопары выступает за пределы стенки оболочки с открытым спаем.Термопары с открытым спаем лучше всего подходят для измерения воздуха.

Поверхностный зонд
Для большинства типов датчиков температуры сложно измерить температуру твердой поверхности. Для обеспечения точного измерения весь Площадь измерения датчика должна соприкасаться с поверхностью.Это сложно при работе с жестким датчиком и жесткой поверхностью. поскольку Термопары изготовлены из пластичных металлов, спай может быть плоским и тонким, чтобы обеспечить максимальный контакт с жесткой твердой поверхностью. Эти термопары являются отличным выбором для измерения поверхности. Термопара может быть даже встроена в механизм, который вращается, что делает ее пригодной для измерения температура движущейся поверхности.Тип K - ChrOMEGA ™ / AlOMEGA ™. Беспроводные термопары
Беспроводные передатчики Bluetooth, которые подключаются к смартфонам или столам для регистрации и отслеживания измерений температуры.Эти преобразователи измеряют различные входные сигналы датчиков, включая, помимо прочего, температуру, pH, RTD, относительную влажность. Передача данных осуществляется по беспроводной технологии Bluetooth на смартфон или планшет. с установленным приложением. Приложение позволит смартфону выполнить сопряжение и настроить несколько передатчиков.

Часто задаваемые вопросы

Какова точность и температурный диапазон различных термопар?

Вы можете узнать больше о точности термопары и диапазонах температур с помощью этого цветового кода термопары. стол.Важно помнить, что и точность, и дальность зависят от таких факторов, как сплавы термопары, измеряемая температура, конструкция датчика, материал оболочки, измеряемая среда, состояние среды (жидкой, твердой или газообразной) и диаметром провода термопары (если он оголен) или диаметром оболочки (если провод термопары не обнажены, но обшиты).

Что использовать: заземленный или незаземленный зонд?

Это зависит от приборов.Если есть вероятность, что может быть ссылка на землю (обычная для контроллеров с неизолированными входами), тогда требуется незаземленный зонд. Если прибор представляет собой портативный измеритель, то почти всегда можно использовать заземленный зонд.

Могу ли я использовать любой мультиметр для измерения температуры с помощью термопар?

Величина термоэлектрического напряжения зависит от закрытого (чувствительного) конца, а также от открытого (измерительного) конца отдельных выводов термопары из сплава.Приборы для измерения температуры, в которых используются термопары, учитывают температуру на измерительном конце для определения температуры на измерительном конце. Большинство милливольтметров не имеют такой возможности и не имеют возможности выполнять нелинейное масштабирование для преобразования измерения милливольтметра в значение температуры. Можно использовать справочные таблицы для корректировки определенных показаний милливольт и расчета измеряемой температуры.Тем не менее значение коррекции необходимо постоянно пересчитывать, так как оно обычно не является постоянным во времени. Небольшие изменения температуры на измерительном приборе и чувствительный конец изменит значение коррекции.

Как выбрать между термопарами, резистивными датчиками температуры (RTD), термисторами и инфракрасными приборами?

Вы должны учитывать характеристики и стоимость различных датчиков, а также доступное оборудование.Кроме того, термопары обычно могут измерять температуру в широком диапазоне температур, недорого и очень надежно, но они не так точны и стабильны, как термометры сопротивления и термисторы. RTD стабильны и имеют довольно широкий диапазон температур, но не такие прочные и недорогие, как термопары. Поскольку они требуют использования электрического тока для При проведении измерений RTD могут иметь неточности из-за самонагрева.Термисторы имеют тенденцию быть более точными, чем RTD или термопары, но у них есть более ограниченный температурный диапазон. Также они подвержены самонагреву. Инфракрасные датчики можно использовать для измерения температуры выше, чем у любого другого устройства. и делать это без прямого контакта с измеряемыми поверхностями. Однако они, как правило, не так точны и чувствительны к поверхностному излучению. эффективность (точнее, коэффициент излучения поверхности).Используя оптоволоконные кабели, они могут измерять поверхности, которые находятся вне прямой видимости.

Справочные таблицы термопар

Термопары создают выходное напряжение, которое можно соотнести с температурой, которую измеряет термопара. Документы в таблице ниже укажите термоэлектрическое напряжение и соответствующую температуру для данного типа термопары. В большинстве документов также указывается термопара. диапазон температур, пределы погрешности и соображения окружающей среды.

Термопара типа B (° C) Термопара типа B (° F) Тип термопары C (° C) Тип термопары C (° F) Термопара типа E (° C) Термопара типа E (° F) Термопара типа J (° C) Термопара типа J (° F) Термопара типа K (° C) Термопара типа K (° F) Термопара типа N (° C) Термопара типа N (° F) Термопара типа R (° C) Термопара типа R (° F) Термопара типа S (° C) Термопара типа S (° F) Тип термопары T (° C) Термопара типа T (° F) Вольфрам и вольфрам / Рений
CHROMEGA ™ vs.Золото-0,07
Атомный процент железа

Термопары | Сопутствующие товары

↓ Посмотреть эту страницу на другом языке или регионе ↓

Рабочая термопара, типы-E, J, K, T, S, R, заземление, термобатарея, преимущества

Термопара

Термопара - это датчик температуры , который имеет пару разнородных металлов, соединенных вместе на одном конце и оканчивающихся на другом конце.Присоединенный конец называется чувствительным спаем или горячим спаем, а заделанный конец называется опорным спаем или холодным спаем. Температура эталонного спая называется эталонной температурой и всегда поддерживается постоянной. Когда чувствительный спай и опорный спай имеют разные температуры, получается разность потенциалов, и это вызывает протекание тока в цепи. Создаваемое термоэлектрическое напряжение возникает из-за разной энергии связи электронов с ионами металлов.Это напряжение зависит от самих металлов, а также от температуры. Тепловое напряжение возникает только из-за замкнутой цепи между двумя металлами. Это явление называется «эффектом Зеебека».

Провода должны быть электрически разделены за пределами измерительного спая. Если эталонный спай поддерживается при стандартной температуре, обычно 32 ° F, то данная пара металлов будет иметь уникальное изменение ЭДС при изменении температуры измерительного перехода (обратите внимание, что при 32 o F ЭДС отсутствует. сгенерировано).Этот вариант можно также назвать калибровкой термопары, и он показан на рисунке ниже для различных типов.

Схема измерения температуры термопарой
График температуры-ЭДС термопары

Измерение термопар

Измерение с помощью термопары поясняется вместе с рисунком, показанным ниже. На рисунке показана схема термопары с T2 при 32 ° F (0 ° C).Эта температура поддерживается с помощью эталонного спая ледяной бани. Цепь термопары заканчивается в ледяной бане, генерируемая ЭДС протекает через стандартный медный провод, пока не достигнет своего конечного пункта назначения - прибора типа милливольтметра. Затем значение милливольт, измеренное этим прибором, преобразуется в температуру T1. Таблицы доступны для каждой коммерчески используемой комбинации материалов термопар, и они основаны на температуре эталонного спая 0 ° C / 32 ° F.

Измерение термопар

Типы термопар

Существует множество типов материалов термопар, и эти комбинации одобрены и стандартизированы американским национальным стандартом ISA MC 96.1: «Термопары для измерения температуры» в США. Необходимо соблюдать стандарты для различных обозначений устройства, а также его цветовой кодировки.

В соответствии со стандартами ISA MC96.1 термопара может быть обозначена различными комбинациями букв, такими как «E», «J», «K», «T», «S», «R». Четыре из самых популярных комбинаций проводов термопар почти всегда идентифицируются по их торговым названиям:

  • Термопара типа E представляет собой комбинацию хромеля (никель-хром) и константана (медно-никелевый сплав).
  • Термопара типа J представляет собой комбинацию железа и константана.
  • Термопара типа K представляет собой комбинацию хромеля (никель-хром) и алюмеля (никель-алюминий).
  • Термопара типа T представляет собой комбинацию меди и константана.
  • Термопара типа S представляет собой комбинацию платины с 10% родия и платины.
  • Термопара типа R представляет собой комбинацию платины 13% родия и платины.

Удлинительные провода

Провода для термопар

дороги, потому что они производятся в соответствии с очень строгими требованиями контроля качества.Поэтому принято переходить на так называемые «удлинители термопар» в ближайшей (к точке измерения или горячему спайу) удобной точке подключения. Эти точки подключения должны быть изотермичными друг другу. Эти удлинительные провода для термопар менее дороги, потому что они изготовлены в соответствии с менее строгими требованиями к качеству.

Цветовое кодирование

Для того, чтобы различать разные типы проводов термопар, их изоляция имеет цветовую маркировку.в соответствии со стандартами ISA MC 96.1. Ниже показаны различные комбинации проводников термопар, их рабочие диапазоны и цветовая кодировка в соответствии с международными стандартами.

Комбинации проводников термопары, рабочий диапазон и цветовое кодирование

Соединения термопар

Термопара, используемая в промышленности, имеет три спая. Их

1. Открытый переход - Этот переход находится под прямым воздействием окружающей среды.В результате срок его службы намного меньше. Хотя он имеет очень большое время отклика, он не часто используется.

2. Незаземленный переход - Этот переход имеет минимальное время отклика, но известен своими невероятными свойствами электромагнитного экранирования. Он используется в основном для измерений на электрическом оборудовании, но также обычно подходит для многих технологических приложений.

3. Заземленный переход - время срабатывания этого перехода больше, чем просто незаземленное соединение, оно также обеспечивает хорошие экранирующие свойства для большинства технологических процессов.Он является предпочтительным для большинства нефтегазовых и обрабатывающих производств для приложений управления из-за его скорости реакции.

Фигуры заземленного спая, незаземленного спая и открытого спая показаны под заголовком «Заземление термопары»

Зонды для термопар

Иногда термопару необходимо устанавливать внутри защитной гильзы для обеспечения защиты. Это применимо только в тех случаях, когда необходимо измерить температуру жидкости, протекающей внутри трубы.Для этого зонд должен быть защищен и заключен в коррозионно-стойкую трубку. Обычно оболочка должна иметь диаметр четверти дюйма, а зонд должен быть подпружинен, чтобы обеспечить прочный контакт с дном защитной гильзы. Головка винта с крышкой используется для электрических соединений. В зонде провода термопары отделены друг от друга и от оболочки с помощью керамического изоляционного материала, такого как оксид магния (MgO) или оксид алюминия (Al2O3).

Некоторые варианты датчика термопары описаны ниже.

Накладные термопары - Как следует из названия, они прикрепляются зажимом к трубе и, таким образом, прижимают измерительный переход к трубе. Этот метод применим только в тех местах, где требуется измерение температуры, для которых ранее не было предусмотрено нормальных условий. Эта термопара может быть полезна при поиске неисправностей в процессе. Результат может быть не таким точным, если точка измерения и окружающая область хорошо изолированы от внешней среды. Другой тип накладной термопары - это кожуховая пара, которая используется в основном для измерения температуры трубы печи и поверхности реактора.Пары обшивки могут быть либо приварены к измеряемой поверхности (трубы печи), либо закреплены (стенки реактора).

На рисунке ниже показана термопара шайбового типа, которая должна быть установлена ​​на трубопроводе, и датчик температуры для этого применения.

Термопара с шайбой

На рынке представлено множество типов накладных и поверхностных термопар, и они выбираются в соответствии с требованиями.Термопары контактного типа используются для измерения температуры поверхности. Его применение можно увидеть при измерении температуры трубок нагревателя. Они устанавливаются на трубопроводы и трубки нагревателя с помощью сварки.

Дуплексные термопары - Дуплексные термопары очень похожи на обычные термопары, за исключением того, что это устройство имеет две пары проводов термопар в измерительном переходе. Может быть два алюминиевых и два хромелевых провода, соединенных вместе, и провода выведены в две отдельные цепи для обеспечения двух отдельных измерений.Тогда два показания температуры должны быть идентичными, если предположить, что в остальном обе цепи похожи. Это может быть полезно для сравнения одного прибора с другим, особенно при использовании тестового вольтметра на месте, чтобы определить, неточные ли удаленные показания из-за прибора или из-за проблем в цепи.

Поскольку все устройство может быть изготовлено в одной сборке, стоимость производства намного ниже. Но, если одна из двух цепей термопары выйдет из строя из-за проблем с измерительным спаем или короткого замыкания, все устройство придется заменить.Таким образом, он менее надежен, чем две одиночные термопары. Кроме того, если для проверки используется одна пара дуплексной термопары, существует риск короткого замыкания или заземления другой пары проводов.

Заземление термопары

Цепи термопар

могут быть либо заземленными, либо незаземленными (плавающими или изолированными). Цепи термопар с заземлением рекомендуются для обеспечения безопасности персонала, уменьшения воздействия электрических шумов и обеспечения хороших характеристик теплового отклика.Незаземленные термопары следует рассматривать в случаях, когда оборудование может быть повреждено из-за замыканий на землю или ударов молнии, особенно в зонах резервуарного парка.

Заземление термопары должно выполняться на стороне цепи с низким или отрицательным потенциалом и должно выполняться у источника, а не у вторичного прибора, чтобы добиться максимального подавления синфазного шума. Обычно любая электрическая или электронная цепь должна быть заземлена только в одной точке s, чтобы избежать тока заземления в цепи.С учетом этого правила заземление термопары выполняется одним из следующих способов: всегда рекомендуется заземлять измерительный спай термопары или заземлять термопару в другом месте, кроме измерительного спая.

Таким образом, термопары можно классифицировать по способу их заземления.

Термопары могут быть:

  • Намеренно заземлено
  • Умышленно незаземленная
  • Непреднамеренное заземление - используется в местах, где происходит плохой контакт или отсутствие контакта измерительного перехода с колодцем, или из-за образования химической пленки с высоким сопротивлением на измерительном переходе.

Различные комбинации типов термопар, заземленных прерывисто / непреднамеренно заземленных или незаземленных; типа вторичного прибора, изолированный вход / выход или нет; и заземления выхода показаны на рисунках ниже.

Заземление систем термопар

Очков

  • PT: 1 Соединение экрана и термопары не применяется, если экран не требуется.
  • PT: 2 Земля может располагаться в любом месте на линии.
  • PT: 3 Заземление термопары может быть выполнено путем подсоединения к головке термопары или винту распределительной коробки, предполагая, что они заземлены. В противном случае подключите термопару к любой другой заземленной точке.
  • PT: 4 Заземлите термопару через резистор, если работа схемы показывает необходимость повышения повторяемости И / ИЛИ подавления шума. При использовании резистор может быть приблизительно 100 000 Ом, ½ Вт углеродного типа.
  • PT: 5 Если термопара сама по себе заземлена, то остальная часть цепи, от термопары до приемника, если таковой имеется, не должна быть заземлена. В качестве альтернативы, если существует другое заземление, тогда саму термопару заземлять не следует.
  • PT: 6 Если вторичный прибор не является передатчиком, а относится к типу, например, записывающему устройству, у которого нет выхода измерения, то выходные линии и связанные детали на диаграмме следует игнорировать.
  • PT: 7 Заземлите экран, если он есть, в точке, ближайшей к заземлению сигнала.

Системы термопар, используемые с DCS, показаны ниже.

Заземленная термопара и незаземленная термопара

Экранирование

На устройство могут влиять внешние шумы от различных источников, таких как электростатические поля, магнитные поля и синфазные помехи. Электростатические поля возникают от источников напряжения, которые имеют емкостную связь с удлинительным проводом термопары.Различные электростатические поля, обычно возникающие от проводников переменного тока, создают емкостной ток, протекающий через путь связи к сигнальным проводникам.

Лучший способ свести к минимуму влияние таких электростатических полей - закрыть провода термопары заземленным металлическим экраном. Емкостной ток будет течь через этот экран на землю. Назначение экрана - оставаться на уровне или около потенциала земли и, таким образом, не передавать сигнал на сигнальные провода, содержащиеся внутри экрана, поскольку нет разницы в напряжении.Обратите внимание, что незаземленный экран не обеспечивает защиты.

Изменяющееся магнитное поле (например, создаваемое переменным током в силовом кабеле) может вызывать помехи для сигналов термопар, создавая небольшие токи в сигнальном проводе за счет индукции. Величина индуцированного тока является функцией напряженности поля и размеров проводящей петли, в которой индуцируется ток. Скрученные проводники эффективны при уменьшении индуцированных токов за счет чередования полярности индуцированного тока с каждой половинной закруткой, чтобы нейтрализовать большую часть индукции.Обратите внимание, что этот эффект возникает независимо от того, экранирован ли провод термопары.

Помехи в синфазном режиме создают шум, который одинаков в обоих проводниках витой пары относительно земли.

Головка и разъемы термопары

Наиболее часто используемые узлы / зонды термопар снабжены головкой термопары с резьбовой крышкой; атмосферостойкий, высокотемпературный, с прокладками; имеет клеммную колодку для одиночной или дуплексной термопары, в зависимости от ситуации.Кабельный ввод должен соответствовать требованиям конкретного проекта. Клемма должна быть пружинной на керамической основе.

Преимущество

  • Быстрый ответ
  • Пригодность для дистанционного измерения
  • Широкий диапазон
  • Свобода воздействия по длине и диаметру провода при условии, что используется вторичный инструмент с высоким сопротивлением.

Недостаток

  • Необходимость компенсации холодного спая
  • Чувствительность к ошибкам из-за градиента температуры на конце удлинительного провода
  • Возможная чувствительность к сигнальному шуму
  • Потребность в дополнительном инструменте
  • Необходимость в датчике термопары на большие расстояния
  • Необходимо избегать промежуточных стыков разнородных металлов
  • Невозможность точного измерения температуры в узком диапазоне

Термобатарея

Подобно термопаре, термобатарея также представляет собой устройство, которое используется для измерения температуры с точки зрения электрической энергии.Устройство представляет собой комбинацию нескольких термопар, соединенных последовательно или параллельно. Последовательное соединение обычно используется для большинства приложений.

Устройство способно генерировать выходное напряжение, которое будет мерой разницы температур или температурного градиента. Его реакция на абсолютную температуру минимальна. Выходной сигнал находится в диапазоне милливольт.

Устройство находит свое применение в составе датчиков температуры, например, инфракрасного термометра, прибора для расчета температуры тела.Они также используются в качестве предохранительных устройств в тепловых горелках и датчиках теплового потока. Их также можно использовать для производства электрической энергии, то есть путем рассеивания тепла от электронных устройств. Он также используется для пространственного усреднения температуры.

Техническая справочная информация по термопарам

В нашем разделе технических справочных материалов по термопарам вы найдете справочные материалы, охватывающие все аспекты термопар, от базовой теории, выбора продукта до точности, цветового кода и выходных справочных таблиц.

Если у вас есть вопрос, на который здесь нет ответа, почему бы не задать нам через контактную форму или позвонить нам по телефону .

Содержание

1. Что такое термопара (как они работают?)

2. Различные типы термопар

3. Конструкция термопары

4. Спай термопары

5. Термопары с минеральной изоляцией

6а.Зачем использовать термопары с минеральной изоляцией?

6б. Минимальный радиус изгиба термопар с минеральной изоляцией

7. Какие типы термопар доступны?

8. 7 шагов к выбору термопары

9. Сравнение термопар и RTD

10. Анкета для выбора термопары

11. Какой тип термопары у меня? (Цветовые коды термопар)

12.Таблица точности и использования термопары

13. Допуски точности термопары

14. Информация о удлинительных и компенсационных кабелях

15. Что такое рейтинг IP?

16. Справочные таблицы термопар

1. Что такое термопара (как они работают)?

Термопара - это датчик, используемый для измерения температуры в ряде процессов. Термопары состоят из двух проводов, изготовленных из разнородных металлов, которые скреплены на одном конце, образуя соединение.Когда этот переход испытывает изменение температуры, создается напряжение, это напряжение затем может быть измерено и снова привязано к температуре. Это также известно как «эффект Зеебека».

2. Различные типы термопар

Термопары

доступны из различных комбинаций металлов, каждая из которых имеет свои уникальные характеристики с точки зрения температурного диапазона, долговечности, вибростойкости, химической стойкости и совместимости с областями применения.

• Термопары из недрагоценных металлов или типов K, J, T и E имеют относительно низкую стоимость и поэтому являются наиболее популярными термопарами, они обычно используются в широком диапазоне низко- и среднетемпературных применений.

• Термопары из благородных металлов или типов R, S и B имеют большее сопротивление, чем термопары из неблагородных металлов, однако они имеют платиновые проводники, что делает их намного более дорогими. Они обычно используются при высоких температурах.

На графике ниже показаны характеристики термопары и зависимость температуры отВыход мВ для всех основных типов термопар из недрагоценных металлов и термопар Nobel. Это показывает, что датчики термопар имеют относительно линейный выходной сигнал.

3. Конструкция термопары

Конструкция термопары состоит из двух проводников, сваренных вместе в точке измерения и изолированных друг от друга по длине, которые обычно имеют внешнюю защитную оболочку.

Материалы, такие как ПВХ, силиконовый каучук, изоляторы FEP или PTFE, чаще всего используются при температурах до 250 ° C, стекловолокно или керамика используются при температурах выше 250 ° C.Для среднего диапазона температур (от 400 до 1200 ° C) защитная оболочка термопары часто представляет собой металл, например нержавеющую сталь или сплав 600, и может быть обработанным карманом, предназначенным для использования в конкретном процессе. При высоких температурах обычно используются керамические оболочки выше 1100 ° C.

Часто больше внимания уделяется выбору и проектированию защитных кожухов, чем датчиков, поскольку они более дороги и должны обеспечивать защиту от химического или физического воздействия. Оболочки часто изготавливаются на заказ, поскольку они разработаны специально для конкретного процесса или применения.

4. Спай термопары

Зонды для термопар

доступны с одним из трех основных типов спая: заземленным, изолированным или открытым, как показано на рисунке ниже.

• В незаземленном или изолированном зонде спай термопары изолирован от материала внешней оболочки, это снижает любые электрические помехи и обеспечивает стабильные показания, но приводит к более медленному времени отклика и часто более дорогостоящим, чем заземленные или открытые альтернативы.

• На конце заземленной термопары физически прикреплен спай термопары, который является неотъемлемой частью внешней оболочки. Время отклика меньше, чем у незаземленного спая, благодаря хорошей передаче тепла от оболочки к спайу термопары; однако показания иногда могут быть нестабильными.

• Открытый спай либо не имеет внешней оболочки, либо спай термопары выходит за пределы оболочки. Их не рекомендуется использовать в агрессивных средах, но они обеспечивают очень быстрое время отклика при невысокой стоимости в правильном применении.

5. Термопары с минеральной изоляцией

Термопары с минеральной изоляцией состоят из внешней металлической оболочки, в которой размещены проводники термопары; оболочка затем заполняется сильно уплотненным порошком оксида магния для предотвращения контакта проводников в любой точке, кроме фиксированного соединения. Эта конструкция позволяет оболочкам изгибаться или формировать форму в соответствии с требованиями пользователя, но оставаться жесткими во время использования. Вся сборка герметично закрыта, что обеспечивает полную защиту проводов от рабочей среды.

Доступен с 2 сердечниками (симплекс) или 4 сердечниками (дуплекс) с различными материалами внешней оболочки, включая нержавеющую сталь класса 25/20 (310) (коррозионно-стойкую и подходящую для использования в серосодержащих средах), сплав 600 (сильно коррозионные среды до высоких температур) и Nicrobel D (рекомендуется с термопарами типа K и N с хорошей термостойкостью и отличными характеристиками в окислительной, науглероживающей, восстановительной и вакуумной средах).

6а.Зачем использовать термопары с минеральной изоляцией?

Быстрое реагирование

Высокая плотность минерального порошка способствует быстрой передаче тепла между проводником и оболочкой.

Высокая гибкость

Кабель с минеральной изоляцией отличается высокой гибкостью и может иметь разные углы и формы, чтобы обеспечить идеальное соответствие условиям эксплуатации. Это также упрощает установку в труднодоступных местах.

Широкий диапазон температур

Датчики с минеральной изоляцией - популярный выбор, поскольку они имеют очень широкий диапазон температур.Огнестойкие и могут подвергаться воздействию значительно более высоких температур, чем кабели с синтетической оболочкой.

Долговечность

Конструкция кабеля гарантирует длительный срок службы жилы, благодаря защищающей их оболочке и изолирующему порошку, они способны выдерживать такие условия окружающей среды, как коррозия.

6б. Минимальный радиус изгиба термопар с минеральной изоляцией

Термопары с минеральной изоляцией можно сгибать в самые сложные формы.Однако существует минимальный радиус изгиба, который в 3 раза больше диаметра кабеля.

На приведенном выше изображении показан кабель MI диаметром 3 мм с минимальным изгибом. Чтобы рассчитать минимальный радиус изгиба, вы просто умножаете диаметр кабеля на 3, поэтому минимальный внутренний радиус изгиба для кабеля 3 мм должен быть 3 x 3 = 9 мм.

Чтобы рассчитать длину окружности (18 мм на рис. 1), просто умножьте радиус (9 мм на рис. 1) на 2. Это минимальный размер каркаса, который вам придется использовать для придания необходимой формы кабелю MI.

7. Какие существуют типы термопар?

Термопары

Мы производим широкий спектр термопар для промышленного измерения температуры типов K, T, J, N, R, S и B в соответствии с IEC584, используя только материалы класса 1. Термопара может быть такой же простой, как датчик с неизолированным проводом, вплоть до сборки из чистой платиновой керамики типа R в оболочке для высокотемпературных применений.Независимо от ваших потребностей, Sterling Sensors сможет предоставить термопару для вашего применения.

Проволочные термопары

Проволочные термопары

- это довольно простые датчики, они предлагают очень быстрое время отклика при низкой стоимости, но, как правило, не подходят для использования в промышленных приложениях из-за того, что большинство проволочных датчиков «оголены». Проволочные термопары идеально подходят для приложений измерения температуры, таких как испытание и измерение, картографирование температуры и приложения OEM.Если вы ищете недорогой базовый датчик для общих целей, то для начала вам подойдут проволочные термопары.

Изготовленные термопары

Датчики этой серии имеют изготовленную защитную оболочку для более широкого промышленного применения, включая печи, термическую обработку, оборудование и водоочистку, среди прочего. Они доступны с вашим выбором соединения: заземленным, изолированным или незащищенным (в зависимости от требований), с широким набором оконечных устройств, таких как подводящие провода, преобразователи, вилки или промышленные головные блоки, для широкого спектра применений

Поверхностные термопары

Набор поверхностных термопар для постоянного или временного измерения температуры, доступных для использования во многих областях, включая исследования и разработки, HVAC, водопровод, кондиционирование воздуха и отображение температуры.Поверхностные термопары очень популярны, поскольку их можно использовать на многих типах поверхностей, включая неровные и круглые, они также очень просты в использовании и, как правило, очень легко заменять и размещать.

Термопары общего назначения

Несмотря на то, что многие из наших датчиков используются по-разному, этот диапазон датчиков является самым разнообразным. В их число входят байонетные термопары для пластмассовой промышленности, датчики нагрузки для фармацевтики и автоклавов.И различные термопары, такие как шайбы, пластинчатые и болтовые зонды для измерения температуры общего назначения.

Термопары с минеральной изоляцией

Наш стандартный ассортимент термопар с минеральной изоляцией показан ниже, однако, если вам нужно что-то специально для ваших требований, свяжитесь с нами, так как мы также производим их на заказ. Термопары с минеральной изоляцией прочные, гибкие, могут изготавливаться большой длины и широкого диапазона диаметров.

Переносные термопары

Компания

Sterling Sensors производит широкий спектр портативных термопар для использования с цифровыми портативными термометрами для измерения температуры поверхности, воздуха или погружения в различных приложениях, таких как еда, общественное питание, напитки, холодильные склады или окружающая среда, при типах калибровки K, J и T. Мы также производим портативные термометры сопротивления Pt100 с изделиями на заказ, доступными по запросу.

8. 7 шагов к выбору термопары

При выборе подходящих датчиков термопары необходимо учитывать множество факторов.
Клиенты часто приходят к нам с чертежом, спецификацией, фотографией или просто представлением о том, что им нужно, и мы обычно берем это оттуда.

Задавая несколько вопросов, мы обычно можем решить, какая термопара вам нужна. Тем не менее, во многих случаях нашим клиентам предоставляется возможность получить элементы с минимальной информацией, предоставленной им от стороннего заказчика или инженера в организации.

В качестве альтернативы, у вас может просто быть новое приложение, которое требует измерения температуры, и вы никогда не покупали этот тип продукта.Опять же, мы можем помочь.

Ниже мы обсудим 7 шагов, которые необходимо учесть, чтобы получить правильные термопары для вашего приложения.

1. Калибровка

Знаете ли вы, какой тип термопары вам нужен? Например, тип K, T или J. Если нет, это первое, что вам нужно учитывать. Обычно это определяет то, к чему вы подключаете термопару. Также от этого будет зависеть точность термопары.

2.Заявка

Что измеряется? Термопара измеряет жидкость, поверхность или газ? Должен ли он находиться в трубе или сосуде, или это часть машины или аппарата?

3. Окружающая среда

О чем нужно подумать? Например. Должен ли он быть химически устойчивым, иметь степень защиты IP, иметь допуск ATEX, использоваться в пищевых продуктах, иметь высокую вибрацию?

4. Место нахождения

Как термопара крепится к приложению, например; настенный, ручной, снаружи или внутри.Нужен ли фитинг для фиксации на месте?

5. Рабочий диапазон

(например, 0 - 1000 ° C) Это основной ограничивающий фактор при выборе термопары, поскольку он во многих случаях определяет материалы, используемые в конструкции, а также тип калибровки.

6. Физические аспекты

Каковы требования к длине, диаметру и размеру? Он должен быть изогнутым или очень длинным?

7.Подключение к приложению

К чему подключается термопара? Нужна ли терминальная головка, разъем, провод или передатчик?

Если вы ответите на эти вопросы, то сможете определить, какую термопару вам нужно. Чтобы помочь вам, у нас есть простая в использовании анкета, которую можно заполнить и отправить нам, или вы можете просто позвонить или написать нам по электронной почте, и мы здесь, чтобы помочь.

9. Видео сравнения RTD и термопар

Практическое руководство, которое поможет вам выбрать правильный продукт для вашего приложения.

10. Анкета для выбора термопары

Мы разработали этот вопросник, чтобы помочь клиентам выбрать необходимую им термопару. Если у вас ограниченный опыт работы с термопарами или совсем нет опыта работы с ними, заполнить анкету несложно. Он упрощает процесс выбора датчиков, предоставляя вам рекомендации по составлению вашей спецификации.

Это очень полезно для покупателей и торговых посредников, которые очень мало знают о датчиках и не знают, какую информацию им нужно предоставить.

11. Какой тип термопары у меня? (Цветовые коды термопар)

Каждый тип термопары имеет разные характеристики, которые определяют ее пригодность для различных применений. В приведенной ниже таблице с информацией о термопарах показан диапазон температур, цветовой код и материал проводника для каждого типа термопары, что упрощает поиск подходящей термопары для вашего применения.

12.Таблица точности и использования термопары

13. Таблица погрешности и допусков термопар

14. Информация о удлинительном и компенсирующем кабелях

15. Что такое рейтинг IP?

Код IP, международная маркировка защиты, стандарт IEC 60529, иногда интерпретируемый как маркировка защиты от проникновения, классифицирует и оценивает степень защиты, обеспечиваемой от проникновения (такие части тела, как руки и пальцы), пыли, случайного контакта и воды через механические корпуса и электрические шкафы.Он опубликован Международной электротехнической комиссией (МЭК). Эквивалентный британский стандарт - EN 60529. Стандарт направлен на предоставление пользователям более подробной информации, а не на расплывчатые маркетинговые термины, такие как « водонепроницаемый». Многие из наших датчиков термопар поставляются с головками, имеющими степень защиты IP. В следующей таблице показано, что означают коды и как они состоят. Щелкните здесь, чтобы просмотреть все наши датчики температуры с классом защиты IP.

16.Справочные таблицы термопар

Перечисленные ниже документы PDF содержат таблицу ITS-90, в которой указаны точные значения милливольт на градус (C °) для эталонной термопары

.

Дополнительную информацию о термопарах можно найти здесь: -

Кембриджский университет - Принципы работы термопар

Национальная физическая лаборатория - Что такое термопара?

Национальная физическая лаборатория - Термопары

Датчики Sterling - RTD против термопар

Датчики Sterling - часто задаваемые вопросы по термопарам

или чтобы обсудить ваши требования с нашим отделом продаж, позвоните по телефону +44 (0) 161 620 0410 или напишите по электронной почте sales @ sterlingsensors.co.uk

Термопара Присоединения к процессу и приборам

Сборки термопар

могут поставляться с рядом фитингов и принадлежностей для любого применения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *