Hvad er en termokobling?
Hvad er en termokobling?
Definition af termokobling
En termokobling er en enhed, der konverterer temperaturforskelle til en elektrisk spænding baseret på principperne for termoelektriske effekter. Det er en type sensor, der kan måle temperaturen ved et bestemt punkt eller sted. Termokoblige anvendes bredt i industrielle, husholdnings-, kommercielle og videnskabelige applikationer på grund af deres enkelhed, holdbarhed, lave omkostninger og bred temperaturudspænd.
Termoelektrisk effekt
Termoelektrisk effekt er fænomenet, hvor en elektrisk spænding genereres på grund af en temperaturforskel mellem to forskellige metaller eller metallegemer. Dette fænomen blev opdaget af den tyske fysiker Thomas Seebeck i 1821, der observerede, at et magnetfelt opstod omkring en lukket kreds af to ulignende metaller, når den ene forbindelse blev opvarmet, mens den anden blev kølet ned.
Termoelektrisk effekt kan forklares ved bevægelsen af frie elektroner i metaller. Når den ene forbindelse bliver opvarmet, får elektronerne kinetisk energi og bevæger sig hurtigere mod den kolde forbindelse. Dette skaber en potentiaforskel mellem de to forbindelser, som kan måles med en spændingsmåler eller en strømmåler. Størrelsen på spændingen afhænger af typen metaller, der bruges, og temperaturforskellen mellem forbindelserne.
Funktion af termokobling
En termokobling består af to ledninger lavet af forskellige metaller eller metallegemer, der er forbundet sammen på begge ender for at danne to forbindelser. Den ene forbindelse kaldes den varme eller målende forbindelse, og er placeret på det sted, hvor temperaturen skal måles. Den anden forbindelse kaldes den kolde eller referenceforbindelse, og holdes ved en konstant og kendt temperatur, normalt ved rumtemperatur eller i isbade.
Når der er en temperaturforskel mellem de to forbindelser, dannes en elektrisk spænding over termokoblingskredsen på grund af termoelektrisk effekt. Denne spænding kan måles med en spændingsmåler eller en strømmåler, der er forbundet til kredsen. Ved hjælp af en kalibreringstabell eller en formel, der relaterer spændingen til temperaturen for en given type termokobling, kan temperaturen ved den varme forbindelse beregnes.
Typer af termokoblige
Der findes forskellige typer, som K, J, T og E, som adskiller sig ved metal kombinationer, temperaturudspænd og specifikke applikationer.
Fordele
De kan måle et bredt temperaturudspænd, fra kryogenisk til meget høje temperaturer.
De er simple, robuste og pålidelige enheder, der kan tåle hårde miljøer og vibrationer.
De er billige og lette at installere og erstatte.
De har en hurtig respons tid og kan måle dynamiske temperaturændringer.
De kræver ikke ekstern strømforsyning eller forstærkning for deres drift.
Ulemper
De har lav præcision og stabilitet sammenlignet med andre sensorer.
De er udsat for fejl på grund af korrosion, oksidation, forurening eller aldring af ledningerne.
De kræver en referenceforbindelse ved en kendt temperatur for præcis måling.
De har en ikke-lineær output, der kræver kompleks kalibrering eller kompensation.
De kan generere uønskede termoelektriske spændinger på grund af parasitære forbindelser i kredsen.
Vælgelseskriterier
Vælg baseret på temperaturudspænd, præcision, miljøkompatibilitet, størrelse, elektriske egenskaber og omkostninger.
Almindelige anvendelser
Stål- og jernindustrier
Gasanlæg
Thermopile strålingssensorer
Produktion
Energifremstilling
Procesanlæg
Termokoblige som vakuummåler
Konklusion
Termokoblige er bredt anvendte temperatursensorer, der består af to forskellige typer metaller, der er forbundet sammen ved ét endepunkt. Når forbindelsen mellem de to metaller opvarmes eller køles, dannes en spænding, der kan korreleres tilbage til temperaturen.
Termokoblige har mange fordele og ulemper sammenlignet med andre temperatursensorer. De kan måle et bredt temperaturudspænd, fra kryogenisk til meget høje temperaturer. De er simple, robuste og pålidelige enheder, der kan tåle hårde miljøer og vibrationer. De er billige og lette at installere og erstatte. De har en hurtig respons tid og kan måle dynamiske temperaturændringer. Dog har de lav præcision og stabilitet sammenlignet med andre sensorer. De er udsat for fejl på grund af korrosion, oksidation, forurening eller aldring af ledningerne. De kræver en referenceforbindelse ved en kendt temperatur for præcis måling. De har en ikke-lineær output, der kræver kompleks kalibrering eller kompensation.
For at vælge den rigtige termokobling, bør du overveje det ønskede temperaturudspænd og nødvendige præcision, kemisk kompatibilitet og holdbarhed af ledningerne, størrelse og form af sonden, elektriske egenskaber og støjimmunitet, samt tilgængeligheden og omkostningerne ved typen og tilbehøret.
Termokoblige anvendes i et bredt udvalg af applikationer i forskellige industrier og områder. Nogle af de almindelige anvendelser af termokoblige er stål- og jernindustrier, gasanlæg, thermopile strålingssensorer, produktion, energifremstilling, procesanlæg og termokoblige som vakuummålere.
