Што е термопар?
Што е термопара?
Дефиниција на термопара
Термопара е уред кој конвертира температурни разлики во електрична напон, базиран на принципот на термоелектричниот ефект. Тоа е тип сензор кој може да мери температура на одредена точка или локација. Термопарите се широко користат во индустријални, домашни, трговски и научни применби поради нивната едноставност, издржливост, ниска цена и широк опсег на температури.
Термоелектричен ефект
Термоелектричниот ефект е феномен на генерирање електрична напон поради температурна разлика помеѓу две различни метални или легирани материјали. Овој ефект беше откриен од немецкиот физичар Томас Зебек во 1821 година, кога ја забележа дека се создава магнетско поле околу затворена петлица од два различни метали кога една спојница беше загреана, а другата охладена.
Термоелектричниот ефект може да се објасни со движењето на слободни електрони во метали. Кога една спојница е загреана, електроните добиваат кинетичка енергија и се движеат побрзо кон похладната спојница. Ова создава потенцијална разлика помеѓу двете спојници, што може да се мери со волтметар или амперметар. Магнитудата на напонот зависи од видот на металите што се користат и температурната разлика помеѓу спојниците.
Функционирање на термопара
Термопара се состои од две жици направени од различни метали или легирани материјали, поврзани заедно на двете крајни точки за формирање на две спојници. Една спојница, наречена гореа или мерна спојница, е поставена на локацијата каде треба да се мери температурата. Другата спојница, наречена хладна или референтна спојница, се одржува при постојан и позната температура, обично при собна температура или во ледено купче.
Кога има температурна разлика помеѓу двете спојници, се генерира електрична напон над целиот цев на термопара поради термоелектричниот ефект. Овој напон може да се мери со волтметар или амперметар поврзан со цевот. Користејќи табела за калибрација или формула која поврзува напонот со температурата за даден вид на термопара, може да се пресмета температурата на гореата спојница.
Видови на термопари
Постојат различни видови, како K, J, T и E, кои се разликуваат по комбинации на метали, опсег на температури и специфични применби.
Преимущества
Можат да мере широк опсег на температури, од криогени до многу високи температури.
Тие се едноставни, издржливи и надежни уреди што можат да издразнеат тешки услови и вибрации.
Тие се недоразумеви и лесни за инсталирање и замена.
Имат брз одговор и можат да мере динамички промени на температурата.
Не потребуваат надворешна моќ или подобрување за нивната работа.
Недостатоци
Имат ниска точност и стабилност во споредба со други сензори.
Се чувствителни на грешки поради корозија, оксидација, контаминација или стареење на жиците.
Потребуват референтна спојница при позната температура за точна мера.
Имат нелинеарен излез што бара комплексна калибрација или компензација.
Можат да генерираат нежелани термоелектрични напони поради паразитни спојници во цевот.
Критериуми за избор
Изберете ги според опсег на температури, точност, совместимост со околината, големина, електрични карактеристики и цена.
Зачесто применети области
Стална и железна индустрија
Гасни апарати
Термопилски сензори за радијација
Производство
Производство на енергија
Процесни заводи
Термопари како вакуумски манометри
Заклучок
Термопарите се широко користени сензори за температура кои се состојат од два различни видови на метали поврзани заедно на еден крај. Кога спојницата на двете метали е загреана или охладена, се креира напон кој може да се поврзе назад со температурата.
Термопарите имаат многу предности и недостатоци во споредба со други сензори за температура. Можат да мере широк опсег на температури, од криогени до многу високи температури. Тие се едноставни, издржливи и надежни уреди што можат да издразнеат тешки услови и вибрации. Тие се недоразумеви и лесни за инсталирање и замена. Имат брз одговор и можат да мере динамички промени на температурата. Меѓутоа, имаат ниска точност и стабилност во споредба со други сензори. Се чувствителни на грешки поради корозија, оксидација, контаминација или стареење на жиците. Потребуваат референтна спојница при позната температура за точна мера. Имат нелинеарен излез што бара комплексна калибрација или компензација.
За да изберете правилната термопара, земете предвид опсег на температури и потребната точност, хемиска совместимост и издржливост на жиците, големина и форма на сонда, електрични карактеристики и имунитет на шум, и достапност и цена на видот и аксезоари.
Термопарите се користат во широк опсег на применби во различни индустрии и области. Некои од зачесто применетите области на термопарите се стална и железна индустрија, гасни апарати, термопилски сензори за радијација, производство, производство на енергија, процесни заводи и термопари како вакуумски манометри.
