Što je termopar?
Što je termopar?
Definicija termopara
Termopar je uređaj koji pretvara razlike temperature u električni napon na temelju principa termoelektričnog efekta. To je vrsta senzora koji može mjeriti temperaturu na određenoj točki ili lokaciji. Termopari su široko korišteni u industrijskim, domaćim, trgovinskim i znanstvenim primjenama zbog svoje jednostavnosti, otpornosti, niske cijene i širokog raspona temperatura.
Termoelektrični efekt
Termoelektrični efekt je pojava generiranja električnog napona zbog razlike temperature između dvaju različitih metala ili legura metala. Ovaj efekt otkrio je njemački fizičar Thomas Seebeck 1821. godine, kada je promatrao da se magnetsko polje stvara oko zatvorene petlje dvaju različitih metala kada je jedna spajna točka zagrijana, a druga ohlađena.
Termoelektrični efekt može se objasniti pomicanjem slobodnih elektrona u metalima. Kada se jedna spajna točka zagrije, elektroni dobivaju kinetičku energiju i brže se kreću prema hladnijoj spajnoj točki. To stvara potencijalnu razliku između dvije spajne točke, koja se može mjeriti voltmetrom ili ampermetrom. Veličina napona ovisi o vrsti metala koji se koriste i razlici temperature između spajnih točaka.
Funkcija termopara
Termopar sastoji se od dva žica različitih metala ili legura metala, spojenih zajedno na oba kraja kako bi se formirale dvije spajne točke. Jedna spajna točka, zvana vruća ili mjerna spajna točka, postavlja se na mjesto gdje se treba mjeriti temperatura. Druga spajna točka, zvana hladna ili referentna spajna točka, održava se na konstantnoj i poznatoj temperaturi, obično sobna temperatura ili u ledenom kupanju.
Kada postoji razlika temperature između dvije spajne točke, generira se električni napon u kolu termopara zbog termoelektričnog efekta. Taj napon može se mjeriti voltmetrom ili ampermetrom spojenim na kolo. Koristeći kalibracijsku tablicu ili formulu koja povezuje napon s temperaturom za određeni tip termopara, može se izračunati temperatura vruće spajne točke.
Vrste termopara
Postoje različite vrste, poput K, J, T i E, koje se razlikuju po kombinacijama metala, rasponima temperature i specifičnim primjenama.
Prednosti
Mogu mjeriti širok raspon temperatura, od kriogenih do vrlo visokih temperatura.
Jednostavni, otporni i pouzdani uređaji koji mogu podnijeti teške uvjete i vibracije.
Niski su po cijeni i lako se instaliraju i zamjenjuju.
Imaju brzo vrijeme reakcije i mogu mjeriti dinamičke promjene temperature.
Ne zahtijevaju vanjsku snagu ili pojačanje za svoj rad.
Nedostaci
Imaju nizu točnost i stabilnost usporedo s drugim senzorima.
Podložni su greškama zbog korozije, oksidacije, kontaminacije ili starjenja žica.
Za točnu mjerenja zahtijevaju referentnu spajnu točku na poznatoj temperaturi.
Imaju nelinearni izlaz koji zahtijeva složenu kalibraciju ili kompenzaciju.
Mogu generirati neželjene termoelektrične napone zbog parazitskih spajnih točaka u kolu.
Kriteriji odabira
Odaberite na temelju raspona temperature, točnosti, kompatibilnosti s okolinom, veličine, električnih karakteristika i troškova.
Uobičajene primjene
Industrija čelika i gvožđa
Plinovi aparati
Termopil radijacijski senzori
Proizvodnja
Proizvodnja struje
Procesne instalacije
Termopar kao vakuumski manometar
Zaključak
Termopari su široko korišteni senzori temperature koji se sastoje od dvije različite vrste metala spojenih zajedno na jednom kraju. Kada se spajna točka dvaju metala zagrije ili ohladi, stvara se napon koji se može povezati s temperaturom.
Termopari imaju mnoge prednosti i nedostatke usporedo s drugim senzorima temperature. Mogu mjeriti širok raspon temperatura, od kriogenih do vrlo visokih temperatura. Jednostavni, otporni i pouzdani uređaji koji mogu podnijeti teške uvjete i vibracije. Niski su po cijeni i lako se instaliraju i zamjenjuju. Imaju brzo vrijeme reakcije i mogu mjeriti dinamičke promjene temperature. Međutim, imaju nizu točnost i stabilnost usporedo s drugim senzorima. Podložni su greškama zbog korozije, oksidacije, kontaminacije ili starjenja žica. Za točna mjerenja zahtijevaju referentnu spajnu točku na poznatoj temperaturi. Imaju nelinearni izlaz koji zahtijeva složenu kalibraciju ili kompenzaciju.
Za odabir pravog termopara, uzmite u obzir raspon temperature i potrebnu točnost, kemikalnu kompatibilnost i otpornost žica, veličinu i oblik probe, električne karakteristike i otpornost na buku, dostupnost i cijenu vrste i opreme.
Termopari se koriste u širokom spektru primjena u različitim industrijskim i domenama. Neke od uobičajenih primjena termopara su industrija čelika i gvožđa, plinski aparati, termopil radijacijski senzori, proizvodnja, proizvodnja struje, procesne instalacije i termopar kao vakuumski manometar.
