W 1821 roku fizyk, a mianowicie „Thomas Seebeck”, ujawnił, że kiedy dwa różne metalowe druty zostały połączone na obu końcach jednego złącza w obwodzie, gdy temperatura przyłożona do złącza, nastąpi przepływ prądu przez obwód które jest znane jako pole elektromagnetyczne (EMF). Energia wytwarzana przez obwód nosi nazwę efektu Seebecka. Kierując się efektem Thomasa Seebecka, obaj włoscy fizycy, Leopoldo Nobili i Macedonio Melloni, współpracowali przy projektowaniu baterii termoelektrycznej w 1826 r., Nazywanej powielaczem termicznym. galwanometr a także stos termiczny do obliczania promieniowania. Za jego wysiłek niektórzy ludzie zidentyfikowali Nobili jako odkrywcę termopary.

Co to jest termopara?

Termoparę można zdefiniować jako rodzaj temperatury czujnik służy do pomiaru temperatury w jednym określonym punkcie w postaci pola elektromagnetycznego lub prądu elektrycznego. Ten czujnik składa się z dwóch różnych metalowych przewodów połączonych razem na jednym złączu. Na tym złączu można zmierzyć temperaturę, a zmiana temperatury metalowego drutu stymuluje napięcie.

Termoelement

Ilość pola elektromagnetycznego generowanego w urządzeniu jest bardzo mała (miliwolty), dlatego do obliczania e.m.f wytwarzanego w obwodzie należy używać bardzo czułych urządzeń. Typowymi urządzeniami używanymi do obliczania e.m.f są potencjometr równoważenia napięcia i zwykły galwanometr. Z tych dwóch potencjometr równoważący jest używany fizycznie lub mechanicznie.

Zasada działania termopary

Plik zasada termopary zależy głównie od trzech efektów, a mianowicie Seebecka, Peltiera i Thompsona.

Zobacz efekt Beck

Ten rodzaj efektu występuje wśród dwóch różnych metali. Kiedy ciepło dociera do któregokolwiek z metalowych drutów, wówczas przepływ elektronów przechodzi z gorącego drutu metalowego do zimnego drutu metalowego. Dlatego prąd stały stymuluje obwód.

Efekt Peltiera

“różne typy silników i ich zastosowania ppt ”

Ten efekt Peltiera jest przeciwny do efektu Seebecka. Efekt ten stwierdza, że różnica temperatur może powstać między dowolnymi dwoma niepodobnymi przewodnikami poprzez zastosowanie zmienności potencjału między nimi.

Efekt Thompsona

Efekt ten stwierdza, że gdy dwa różne metale łączą się ze sobą, a jeśli tworzą dwa złącza, napięcie indukuje całkowitą długość przewodnika z powodu gradientu temperatury. Jest to fizyczne słowo, które pokazuje zmianę szybkości i kierunku temperatury w dokładnym miejscu.

Budowa termopary

Konstrukcję urządzenia przedstawiono poniżej. Składa się z dwóch różnych metalowych drutów, które są połączone ze sobą na końcu złącza. Połączenie jest uważane za koniec pomiarowy. Koniec złącza dzieli się na trzy rodzaje, a mianowicie złącze nieuziemione, uziemione i odsłonięte.

Konstrukcja termopary

Ungrounded-Junction

W tego typu złączach przewody są całkowicie oddzielone od osłony ochronnej. Zastosowania tego złącza obejmują głównie prace wysokociśnieniowe. Główną zaletą korzystania z tej funkcji jest zmniejszenie efektu rozproszonego pola magnetycznego.

Grounded Junction

W tego typu złączach metalowe druty, a także pokrywa ochronna są ze sobą połączone. Funkcja ta służy do pomiaru temperatury w kwaśnej atmosferze i zapewnia odporność na hałas.

Exposed-Junction

Odsłonięte złącze ma zastosowanie w obszarach, w których wymagana jest szybka reakcja. Ten typ złącza służy do pomiaru temperatury gazu. Metal użyty do wykonania czujnika temperatury w zasadzie zależy od obliczanego zakresu temperatury.

Ogólnie rzecz biorąc, termopara jest zaprojektowana z dwoma różnymi metalowymi drutami, a mianowicie żelazem i konstantanem, który powoduje wykrywanie elementu przez połączenie na jednym złączu, który jest nazywany złączem gorącym. Składa się z dwóch złączy, jedno złącze jest połączone woltomierzem lub nadajnik gdzie zimne złącze i drugie złącze są połączone w procesie nazywanym złączem gorącym.

Jak działa termopara?

Plik schemat termopary pokazano na poniższym obrazku. Obwód ten można zbudować z dwóch różnych metali, które są ze sobą sprzężone, tworząc dwa złącza. Oba metale są otoczone połączeniem przez spawanie.

Na powyższym diagramie złącza są oznaczone jako P i Q, a temperatury są oznaczone jako T1 i T2. Gdy temperatura złącza jest odmienna od siebie, wówczas w obwodzie generowana jest siła elektromagnetyczna.

Obwód termopary

Jeśli temperatura na końcu złącza zmieni się w równoważną, wówczas równoważna, a także odwrotna siła elektromagnetyczna, wytwarza w obwodzie i nie ma przez nią przepływu prądu. Podobnie, temperatura na końcu złącza staje się niezrównoważona, a następnie zmienność potencjału indukuje w tym obwodzie.

Wielkość siły elektromagnetycznej indukowanej w obwodzie zależy od rodzaju materiału użytego do wykonania termopary. Całkowity przepływ prądu w obwodzie jest obliczany przez przyrządy pomiarowe.

Siła elektromagnetyczna indukowana w obwodzie jest obliczana za pomocą następującego równania

E = a (∆Ө) + b (∆Ө) 2

Gdzie ∆Ө jest różnicą temperatur między końcem złącza termopary gorącej a końcem złącza termopary odniesienia, a i b są stałymi

Rodzaje termopar

Przed omówieniem typów termopar należy wziąć pod uwagę, że termopara musi być chroniona w obudowie ochronnej, aby odizolować ją od temperatur atmosferycznych. Takie pokrycie znacznie zminimalizuje wpływ korozji na urządzenie.

Tak więc istnieje wiele rodzajów termopar. Przyjrzyjmy się im szczegółowo.

Wpisz K. - Jest to również określane jako termopara typu niklowo-chromowego / niklowo-aluminiowego. Jest to najczęściej używany typ. Charakteryzuje się zwiększoną niezawodnością, dokładnością i niedrogością oraz może pracować w rozszerzonych zakresach temperatur.

Typ K.

Zakresy temperatur to:

Drut klasy termopary - -454F do 2300F (-270⁰C do 1260⁰DO)

Przedłużacz (0⁰C do 200⁰DO)

Ten typ K ma poziom dokładności

Standardowo +/- 2,2 ° C lub +/- 0,75%, a specjalne limity to +/- 1,1 ° C lub 0,4%

Wpisz J. - To mieszanka Iron / Constantan. Jest to również najczęściej używany typ termopary. Ma cechy zwiększonej niezawodności, precyzji i niedrogiego. To urządzenie może pracować tylko w mniejszych zakresach temperatur i ma krótką żywotność, gdy jest używane w dużym zakresie temperatur.

J Type

Zakresy temperatur to:

Drut klasy termopary - -346F do 1400F (-210⁰C do 760⁰DO)

Przedłużacz (0⁰C do 200⁰DO)

Ten typ J ma poziom dokładności

Standardowo +/- 2,2 ° C lub +/- 0,75%, a specjalne limity to +/- 1,1 ° C lub 0,4%

Wpisz T. - To mieszanka miedzi / Constantan. Termopara typu T ma zwiększoną stabilność i jest zwykle stosowana w zastosowaniach o niższych temperaturach, takich jak zamrażarki o ultra niskiej temperaturze i urządzenia kriogeniczne.

Typ T.

Zakresy temperatur to:

Drut klasy termopary - -454F do 700F (-270⁰C do 370⁰DO)

Przedłużacz (0⁰C do 200⁰DO)

Ten typ T ma poziom dokładności

Standardowo +/- 1,0 ° C lub +/- 0,75%, a specjalne limity to +/- 0,5 ° C lub 0,4%

Wpisz E. - Jest to mieszanka niklu-chromu / Constantanu. Ma większą zdolność sygnalizacji i lepszą dokładność w porównaniu z termoparami typu K i J, gdy działa w temperaturze ≤ 1000F.

Typ E.

Zakresy temperatur to:

Drut klasy termopary - -454F do 1600F (-270⁰C do 870⁰DO)

Przedłużacz (0⁰C do 200⁰DO)

Ten typ T ma poziom dokładności

Standardowo +/- 1,7 ° C lub +/- 0,5%, a specjalne limity to +/- 1,0 ° C lub 0,4%

“rezystor podciągnij i opuść ”

Wpisz N. - Uważa się, że jest to termopara Nicrosil lub Nisil. Poziomy temperatury i dokładności typu N są podobne do typu K. Ale ten typ jest droższy niż typ K.

Typ N.

Zakresy temperatur to:

Drut klasy termopary - -454F do 2300F (-270⁰C do 392⁰DO)

Przedłużacz (0⁰C do 200⁰DO)

Ten typ T ma poziom dokładności

Standardowo +/- 2,2 ° C lub +/- 0,75%, a specjalne limity to +/- 1,1 ° C lub 0,4%

Wpisz S. - Uważa się, że jest to termopara platynowa / rodowa lub 10% / platynowa. Termopara typu S jest niezwykle przydatna do zastosowań w zakresie wysokich temperatur, takich jak organizacje biotechnologiczne i farmaceutyczne. Jest nawet używany do zastosowań w mniejszym zakresie temperatur ze względu na zwiększoną dokładność i stabilność.

S Type

Zakresy temperatur to:

Drut klasy termopary - -58F do 2700F (-50⁰C do 1480⁰DO)

Przedłużacz (0⁰C do 200⁰DO)

Ten typ T ma poziom dokładności

Standardowo +/- 1,5 ° C lub +/- 0,25%, a specjalne limity to +/- 0,6 ° C lub 0,1%

Wpisz R. - Uważa się, że jest to termopara platynowa / rodowa lub 13% / platynowa. Termopara typu S jest niezwykle przydatna do zastosowań w zakresie wysokich temperatur. Ten rodzaj jest zawarty w większej ilości rodu niż typ S, co powoduje, że urządzenie jest droższe. Funkcje i osiągi typów R i S są prawie podobne. Jest nawet używany do zastosowań w mniejszym zakresie temperatur ze względu na zwiększoną dokładność i stabilność.

Typ R.

“projekty elektrotechniczne dla początkujących ”

Zakresy temperatur to:

Drut klasy termopary - -58F do 2700F (-50⁰C do 1480⁰DO)

Przedłużacz (0⁰C do 200⁰DO)

Ten typ T ma poziom dokładności

Standardowo +/- 1,5 ° C lub +/- 0,25%, a specjalne limity to +/- 0,6 ° C lub 0,1%

Typ B. - Uważa się, że 30% termopary platynowo-rodowej lub 60% platynowo-rodowej. Jest to szeroko stosowane w wyższych zakresach temperatur. Ze wszystkich wymienionych powyżej typów typ B ma najwyższy limit temperatury. Przy podwyższonych poziomach temperatury termopara typu B zachowa zwiększoną stabilność i dokładność.

Typ B.

Zakresy temperatur to:

Drut klasy termopary - 32F do 3100F (0⁰C do 1700⁰DO)

Przedłużacz (0⁰C do 100⁰DO)

Ten typ T ma poziom dokładności

Standardowo +/- 0,5%

Typy S, R i B są uważane za termopary z metali szlachetnych. Są one wybierane, ponieważ mogą działać nawet w wysokich zakresach temperatur, zapewniając dużą dokładność i długą żywotność. Ale w porównaniu z typami metali nieszlachetnych są one droższe.

Wybierając termoparę, należy wziąć pod uwagę wiele czynników, które odpowiadają ich zastosowaniom.

Sprawdź, jakie są niskie i wysokie zakresy temperatur niezbędne dla Twojej aplikacji?
Jaki budżet termopary ma być używany?
Jaki procent dokładności należy zastosować?
W jakich warunkach atmosferycznych działa termopara, np. Gaz obojętny lub utleniający
Jaki jest oczekiwany poziom reakcji, czyli jak szybko urządzenie musi reagować na zmiany temperatury?
Jaki jest wymagany okres życia?
Sprawdź przed operacją, czy urządzenie jest zanurzone w wodzie, czy nie i na jaką głębokość?
Czy wykorzystanie termopary będzie przerywane lub ciągłe?
Czy termopara będzie narażona na skręcanie lub zginanie przez cały okres użytkowania urządzenia?

Skąd wiesz, że masz wadliwą termoparę?

Aby wiedzieć, czy termopara działa idealnie, należy przeprowadzić test urządzenia. Przed przystąpieniem do wymiany urządzenia należy sprawdzić, czy faktycznie działa, czy nie. Aby to zrobić, wystarczy multimetr i podstawowa znajomość elektroniki. Istnieją głównie trzy podejścia do testowania termopary za pomocą multimetru i są one wyjaśnione poniżej:

Test odporności

Aby wykonać ten test, urządzenie należy umieścić w linii urządzenia gazowego, a wymagane wyposażenie to multimetr cyfrowy i zaciski krokodylkowe.

Procedura - Podłączyć zaciski krokodylkowe do sekcji multimetru. Przymocuj zaciski na obu końcach termopary, w miejscu, w którym jeden koniec będzie zagięty do zaworu gazu. Teraz włącz multimetr i zanotuj opcje odczytu. Jeśli multimetr wyświetla omy w małej kolejności, oznacza to, że termopara jest w idealnym stanie roboczym. Albo gdy odczyt wynosi 40 omów lub więcej, oznacza to, że nie jest w dobrym stanie.

Test otwartego obwodu

Tutaj używany sprzęt to zaciski krokodylkowe, zapalniczka i multimetr cyfrowy. Tutaj zamiast mierzyć rezystancję obliczane jest napięcie. Teraz zapalniczką podgrzej jeden koniec termopary. Gdy multimetr wyświetla napięcie w zakresie 25-30 mV to działa prawidłowo. Albo, gdy napięcie jest bliskie 20mV, wówczas urządzenie należy wymienić.

Test obwodu zamkniętego

Tutaj używany sprzęt to zaciski krokodylkowe, adapter termopary i multimetr cyfrowy. Tutaj adapter jest umieszczany wewnątrz zaworu gazowego, a następnie termopara jest umieszczana na jednej krawędzi adaptera. Teraz włącz multimetr. Gdy odczyt mieści się w zakresie 12-15 mV, urządzenie jest w dobrym stanie. Albo gdy odczyt napięcia spadnie poniżej 12mV, oznacza to wadliwe urządzenie.

Tak więc, korzystając z powyższych metod testowych, można dowiedzieć się, czy termopara działa prawidłowo, czy nie.

Jaka jest różnica między termostatem a termoparą?

Różnice między termostatem a termoparą to:

Funkcja	Termoelement	Termostat
Zakres temperatur	-454 do 3272⁰fa	Od -112 do 302⁰fa
Przedział cenowy	Mniej	Wysoki
Stabilność	Zapewnia mniejszą stabilność	Zapewnia średnią stabilność
Wrażliwość	Termopara ma mniejszą czułość	Termostat zapewnia najlepszą stabilność
Liniowość	Umiarkowany	Ubogi
Koszt systemu	Wysoki	Średni

Zalety wady

Zalety termopar są następujące.

Dokładność jest wysoka
Jest wytrzymały i może być używany w środowiskach, takich jak trudne, a także wysokie wibracje.
Reakcja termiczna jest szybka
Zakres temperatur pracy jest szeroki.
Szeroki zakres temperatur pracy
Koszt jest niski i niezwykle spójny

Wady termopar są następujące.

Nieliniowość
Najmniejsza stabilność
Niskonapięciowy
Wymagane jest odniesienie
najmniej wrażliwości
Rekalibracja termopary jest trudna

Aplikacje

Niektórzy zastosowania termopar obejmują następujące elementy.

Służą one jako czujniki temperatury w termostatach w biurach, domach, biurach i firmach.
Są one używane w przemyśle do monitorowania temperatur metali w żelazie, aluminium i metalu.
Są one używane w przemyśle spożywczym do zastosowań kriogenicznych i niskotemperaturowych. Termopary są używane jako pompa ciepła do chłodzenia termoelektrycznego.
Służą one do badania temperatury w zakładach chemicznych i naftowych.
Są one używane w maszynach gazowych do wykrywania płomienia pilotującego.

Jaka jest różnica między RTD a termoparą?

Inną najważniejszą rzeczą, którą należy wziąć pod uwagę w przypadku termopary, jest to, jak różni się ona od urządzenia RTD. Tak więc tabela wyjaśnia różnice między RTD a termoparą.

RTD	Termoelement
RTD jest w dużym stopniu odpowiedni do pomiaru mniejszego zakresu temperatury, który zawiera się między (-200⁰C do 500⁰DO)	Termopara nadaje się do pomiaru w wyższym zakresie temperatur, mieszczącym się w przedziale (-180⁰C do 2320⁰DO)
Przy minimalnym zakresie przełączania wykazuje zwiększoną stabilność	Mają one minimalną stabilność, a także wyniki nie są dokładne podczas wielokrotnych testów
Ma większą dokładność niż termopara	Termopara ma mniejszą dokładność
Zakres czułości jest większy i może nawet obliczyć minimalne zmiany temperatury	Zakres czułości jest mniejszy i nie można obliczyć minimalnych zmian temperatury
Urządzenia RTD mają dobry czas odpowiedzi	Termopary zapewniają szybką odpowiedź niż RTD
Wyjście ma kształt liniowy	Wynik ma nieliniowy kształt
Są droższe niż termopara	Są ekonomiczne niż RTD

Jaka jest długość życia?

Plik żywotność termopary opiera się na aplikacji, gdy jest używana. Nie można więc dokładnie przewidzieć okresu żywotności termopary. Prawidłowo konserwowane urządzenie będzie miało długą żywotność. Natomiast przy ciągłym stosowaniu mogą ulec zniszczeniu z powodu efektu starzenia.

A także z tego powodu wydajność wyjściowa zostanie obniżona, a sygnały będą miały słabą wydajność. Cena termopary również nie jest wysoka. Dlatego bardziej sugeruje się modyfikację termopary co 2-3 lata. To jest odpowiedź na jaka jest żywotność termopary ?

W związku z tym chodzi o przegląd termopary. Z powyższych informacji możemy wreszcie wywnioskować, że pomiar wyjście termopary można obliczyć za pomocą metod takich jak multimetr, potencjometr i wzmacniacz przez urządzenia wyjściowe. Głównym celem termopary jest tworzenie spójnych i bezpośrednich pomiarów temperatury w kilku różnych zastosowaniach.