Kas ir termopāra pārveidotājs?

Kas ir termopāra?

Termopāra definīcija

Termopārs ir ierīce, kas pārveido temperatūras atšķirības elektriskajā spriegumā, balstoties uz termoelektriskā efekta principu. Tas ir sensora veids, kas var mērīt temperatūru noteiktā punktā vai atrašanās vietā. Termopāri plaši tiek izmantoti rūpnieciskajos, mājsaimniecības, komerciālos un zinātniskajos lietojumos, tāpēc ka tie ir vienkārši, ilgstoši, lēti un to darbības temperatūras diapazons ir ļoti plats.

Termoelektriskais efekts

Termoelektriskais efekts ir parādība, kad temperatūras atšķirība starp diviem dažādiem metāliem vai metālu savienojumiem radīs elektrisko spriegumu. Šo efektu 1821. gadā atklāja vācu fiziķis Toms Zēbekss, kurš novēroja, ka ap divu atšķirīgu metālu slēgtā kontūra apkārt rodas magnētiskā lauka, ja viena savienojuma vieta tiek sildīta, bet otra dzesēta.

Termoelektriskais efekts var tikt izskaidrots ar brīvām elektronu kustību metālos. Kad viena savienojuma vieta tiek sildīta, elektroni iegūst kinētisko enerģiju un strādā ātrāk pretī saldenētājai. Tas radīs potenciālās atšķirības starp abiem savienojumiem, ko var mērīt voltmēteri vai ampermetri. Sprieguma lielums atkarīgs no izmantotajiem metālu veidiem un temperatūras atšķirības starp savienojumiem.

Termopāra darbība

Termopārs sastāv no diviem drota, kas izgatavoti no dažādiem metāliem vai metālu savienojumiem, kas savienoti abi galus, veidojot divus savienojumus. Viens savienojums, ko sauc par karstu vai mērīšanas savienojumu, tiek novietots tajā vietā, kur jāmēra temperatūra. Otrs savienojums, ko sauc par saldenētāju vai atsauces savienojumu, tiek uzturēts konstantā un zināmajā temperatūrā, parasti istabas temperatūrā vai ledus baseinā.

Ja starp abiem savienojumiem ir temperatūras atšķirība, termoelektriskā efekta dēļ termopāra šķērsē tika radīts elektrisks spriegums. Šo spriegumu var mērīt, izmantojot voltmēteri vai ampermetru, kas pieslēdzies šķērsē. Izmantojot kalibrācijas tabulu vai formulu, kas saista spriegumu ar temperatūru konkrētam termopāra tipam, var aprēķināt karsta savienojuma temperatūru.

Termopāru veidi

Dažādi veidi, piemēram, K, J, T un E, atšķiras metālu kombinācijām, temperatūras diapazoniem un konkrētiem lietojumiem.

Pretī

• Tie var mērīt plašu temperatūras diapazonu, sākot no kriogēniskām līdz ļoti augstām temperatūrām.

• Tie ir vienkārši, drosmīgi un uzticami ierīces, kas var izturēt smagus vides apstākļus un vibrācijas.

• Tie ir lēti un viegli instalējam un aizstājam.

• Tie ir ātri reaģējoši un var mērīt dinamiskas temperatūras izmaiņas.

• Viņiem nav nepieciešama ārēja enerģija vai pastiprinājums, lai darbotos.

Trūkumi

• Tie ir mazāk precīzi un stabili salīdzinājumā ar citiem sensoriem.

• Tie ir neskarti kļūdām, kas rodas dēļ korozijas, oksidācijas, piesārņojuma vai dratu novecošanas.

• Viņiem ir nepieciešams atsauces savienojums zināmajā temperatūrā, lai nodrošinātu precīzu mērījumu.

• Viņiem ir nelīnijveida izvade, kas prasa sarežģītu kalibrāciju vai kompensāciju.

• Viņi var radīt nevēlamus termoelektriskos spriegumus dēļ parazitārā savienojuma šķērse.

Izvēles kritēriji

Izvēlies, balstoties uz temperatūras diapazonu, precizitāti, vides saderību, izmēru, elektriskajām īpašībām un izmaksām.

• Bieži izmantotie lietojumi

• Dzelzs un stāvstāvokļu rūpniecība

• Gāzes ierīces

• Termopila radiācijas sensori

• Ražošana

• Enerģijas ražošana

• Procesu rūpnīcas

• Termopāri kā vakuumgaismas

Secinājums

Termopāri ir plaši izmantoti temperatūras sensori, kas sastāv no diviem dažādiem metālu veidiem, kas savienoti vienā galā. Kad abu metālu savienojuma vieta tiek sildīta vai dzesēta, tiek radīts spriegums, kas var tikt sakārtots atpakaļ temperatūrai.

Termopāriem ir daudz priekšrocību un trūkumu salīdzinājumā ar citiem temperatūras sensoriem. Tie var mērīt plašu temperatūras diapazonu, sākot no kriogēniskām līdz ļoti augstām temperatūrām. Tie ir vienkārši, drosmīgi un uzticami ierīces, kas var izturēt smagus vides apstākļus un vibrācijas. Tie ir lēti un viegli instalējam un aizstājam. Tie ir ātri reaģējoši un var mērīt dinamiskas temperatūras izmaiņas. Tomēr, tie ir mazāk precīzi un stabili salīdzinājumā ar citiem sensoriem. Tie ir neskarti kļūdām, kas rodas dēļ korozijas, oksidācijas, piesārņojuma vai dratu novecošanas. Tie ir nepieciešami atsauces savienojums zināmajā temperatūrā, lai nodrošinātu precīzu mērījumu. Tie ir nelīnijveida izvade, kas prasa sarežģītu kalibrāciju vai kompensāciju.

Lai izvēlētos pareizo termopāru, ņem vērā nepieciešamo temperatūras diapazonu un precizitāti, ķīmiskās saderības un ilgstošības dratus, sondu izmēru un formu, elektriskās īpašības un trokšņa imunitāti, kā arī pieejamību un izmaksas tipam un piederumiem.

Termopāri tiek izmantoti plašā spektrā nozarēs un jomās. Daži no biežākākajiem termopāru lietojumiem ir dzelzs un stāvstāvokļu rūpniecība, gāzes ierīces, termopila radiācijas sensori, ražošana, enerģijas ražošana, procesu rūpnīcas un termopāri kā vakuumgaismas.