Šta je termocupla?

Šta je termopar?

Definicija termopara

Termopar je uređaj koji pretvara razliku temperature u električni napon, zasnovan na principu termoelektričnog efekta. To je tip senzora koji može meriti temperaturu na određenoj tački ili lokaciji. Termopari su široko korišćeni u industrijskim, domaćim, komercijalnim i naučnim primenama zbog svoje jednostavnosti, otpornosti, niske cene i širokog opsega temperature.

Termoelektrični efekat

Termoelektrični efekat je fenomen generisanja električnog napona zbog razlike temperature između dva različita metala ili legure metala. Ovaj efekat otkrio je njemački fizičar Thomas Seebeck 1821. godine, kada je primetio da se magnetno polje stvara oko zatvorenog kruga dva različita metala kada je jedna spojnica zagrijana, a druga hladna.

Termoelektrični efekat može se objasniti poteškom slobodnih elektrona u metale. Kada se jedna spojnica zagrije, elektroni dobijaju kinetičku energiju i brže se kreću prema hladnijoj spojnicu. Ovo stvara potencijalnu razliku između dve spojnice, koja se može meriti volmetrom ili ampermetrom. Veličina napona zavisi od vrste metala koji se koriste i razlike temperature između spojnica.

Rad termopara

Termopar se sastoji od dva žica od različitih metala ili legura metala, spojenih zajedno na oba kraja kako bi formirali dve spojnice. Jedna spojnica, nazvana vruća ili merne spojnica, smeštena je na lokaciji gde treba mjeriti temperaturu. Druga spojnica, nazvana hladna ili referentna spojnica, zadržava se na konstantnoj i poznatoj temperaturi, obično sobna temperatura ili u ledenoj kupi.

Kada postoji razlika temperature između dve spojnice, generiše se električni napon kroz termoparni krug zbog termoelektričnog efekta. Ovaj napon se može meriti volmetrom ili ampermetrom spojenim na krug. Koristeći kalibracionu tabelu ili formulu koja povezuje napon s temperaturom za datu vrstu termopara, može se izračunati temperatura vruće spojnica.

Vrste termopara

Postoje različite vrste, kao što su K, J, T i E, koje se razlikuju kombinacijom metala, opsegom temperature i specifičnim primenama.

Prednosti

• Mogu meriti širok opseg temperatura, od kriogenih do vrlo visokih temperatura.

• Jednostavni, otporni i pouzdani uređaji koji mogu podneti teške okruženja i vibracije.

• Niski su po ceni i lako se instaliraju i menjaju.

• Imaju brzo vreme odziva i mogu meriti dinamičke promene temperature.

• Ne zahtevaju spoljnji izvor struje ili pojačanje za rad.

Nedostaci

• Imaju nisku preciznost i stabilnost u poređenju sa drugim senzorima.

• Osetljivi su na greške zbog koroze, oksidacije, kontaminacije ili staranja žica.

• Za tačno merenje zahtevaju referentnu spojnicu na poznatoj temperaturi.

• Imaju nelinearan izlaz koji zahteva složenu kalibraciju ili kompenzaciju.

• Mogu generisati neželjene termoelektrične napone zbog parazitnih spojnica u krugu.

Kriteriji izbora

Izaberite na osnovu opsega temperature, preciznosti, kompatibilnosti sa okruženjem, veličine, električnih karakteristika i cene.

• Zajedničke primene

• Industrija čelika i željeza

• Plinska aparatura

• Senzori radijacije termopila

• Proizvodnja

• Proizvodnja struje

• Procesne instalacije

• Termopar kao vakuumski merilac

Zaključak

Termopari su široko korišćeni senzori temperature koji se sastoje od dva različita tipa metala spojenih zajedno na jednom kraju. Kada se spojnica dva metala zagrije ili ohladi, stvara se napon koji se može povezati sa temperaturom.

Termopari imaju mnoge prednosti i nedostatke u poređenju sa drugim senzorima temperature. Mogu meriti širok opseg temperatura, od kriogenih do vrlo visokih temperatura. Jednostavni, otporni i pouzdani uređaji koji mogu podneti teška okruženja i vibracije. Niski su po ceni i lako se instaliraju i menjaju. Imaju brzo vreme odziva i mogu meriti dinamičke promene temperature. Međutim, imaju nisku preciznost i stabilnost u poređenju sa drugim senzorima. Osetljivi su na greške zbog koroze, oksidacije, kontaminacije ili staranja žica. Za tačno merenje zahtevaju referentnu spojnicu na poznatoj temperaturi. Imaju nelinearan izlaz koji zahteva složenu kalibraciju ili kompenzaciju.

Da biste izabrali pravi termopar, razmotrite opseg temperature i potrebnu preciznost, hemijsku kompatibilnost i otpornost žica, veličinu i oblik sonde, električne karakteristike i imunitet na šum, dostupnost i cenu vrste i dodataka.

Termopari se koriste u širokom spektru primena u različitim industrijama i domenima. Neki od najčešćih primena termopara su industrija čelika i željeza, plinska aparatura, senzori radijacije termopila, proizvodnja, proizvodnja struje, procesne instalacije i termopar kao vakuumski merilac.