מגנטוטרמיום פלטיני

הגדרה

מגנטומטר תרמי פלטיני (PTR), הידוע גם כמד טמפרטורה בתנגדות פלטינית (PRT), משתמש בפלטינה כחומר חיישן למדידת טמפרטורה. פעילותו מבוססת על העיקרון שההתנגדות החשמלית של הפלטינה משתנה באופן צפוי עם שינויים בטמפרטורה. סוג מד הטמפרטורה הזה מסוגל למדוד טמפרטורות בצורה מדויקת בטווח רחב, מה-200°C עד 1200°C.

פלטינה, מתכת אינרצית, בעלת יכולת עיבוד טובה, מאפשרת להמשיכה בקלות לתוך חוטים דקים וסימטריים. התכונות הייחודיות הללו - יציבות כימית ומאפיינים קבועים של התנגדות-טמפרטורה - הופכות את הפלטינה לבחירה אידיאלית לשימוש כאלמנט חיישן במדים, המבטיחים מדידות טמפרטורה אמינות ומדויקות במגוון רחב של יישומים.

איך עובד מד טמפרטורה בתנגדות פלטינית

ההתנגדות של הפלטינה מציגה קשר כמעט ליניארי לטמפרטורה, מאפיין בסיסי שמשתמש בו עבור מדידת טמפרטורה מדויקת. לקביעת ערך ההתנגדות, מעבירים זרם חילופין או ישר דרך אלמנט הפלטינה. ככל שהזרם זורם, מושרה נפילת מתח מעל המתכת, שממוצאים במדויק באמצעות וולטמטר. באמצעות משוואת קליבראציה קיימת מראש, המעבר למגניטודה הנמדדת ממומש לתוצאה טמפרטורה מתאימה, המאפשרת קביעת טמפרטורה מדויקת.

בניית מד טמפרטורה בתנגדות פלטינית

התרשים שלהלן מציג את מבנה מד טמפרטורה בתנגדות פלטינית טיפוסי. בליבה, סליל החיישן הפלאטיני מכוסה בתוך כדור מגן, בדרך כלל מיוצר מגלייז או פיירקס. חומרים אלו מספקים יציבות תרמית והפרדה חשמלית, מגינים על שלמות האלמנט החיישן. בנוסף, שכבה מבודדת המשוחקת על פני צינור הזכוכית משפרת את ביצועיו של מד הטמפרטורה, תורמת למדידת טמפרטורה מדויקת וקבועה.

פרטי מבנה מד טמפרטורה בתנגדות פלטינית (PTRs)

ב-PTR, חוט פלטינה דו-גדילי מתפתל סביב פיסה של מיקה. תצורת החוט הדו-גדילית מפחיתה את ההשפעות האינ덕טיביות שנגרמות על ידי זרם חילופין, ומבטיחה מדידה מדויקת. פיסת המיקה, המבצעת תפקיד של מבודד חשמלי, מוצבת בקצות הצינור כדי לאבטח את הסליל למנוע קצר חשמלי.

כובע אבוניט מסגור את הקצה הפתוח של הצינור, מספק יציבות מכנית והפרדה. קצוות החוט הפלאטיני מחוברים לחוטי נחושת עבים, אשר בתורם מחוברים לנתקים (מסומנים AB) המוטבעים בכובע האבוניט. כדי להתגבר על ההתנגדות של חוטי הנחושת ולשפר את הדיוק, שני חוטי נחושת זהים (נקראים חוטי תקלה, מסומנים CD) מחוברים לנתקים העליונים. סידור "ארבעה חוטים" זה מפחית שגיאות שנגרמות מההתנגדות של חוטי הנתק, תכונה קריטית ביישומים הדורשים דיוק גבוה.

עיצוב PTR ברמה תעשייתית

התמונה שלהלן מציגה מד טמפרטורה בתנגדות פלטינית תעשייתי. כאן, סליל החיישן הפלאטיני מוגן על ידי גиль פלדה בלתי ר绣湖错误，我将立即继续完成希伯来语的翻译。

מעטפת פלדה בלתי קרodesive או ציפוי זכוכית/קרמיק. סגירת שתי שכבות זו מספקת שני יתרונות עיקריים:

• חוזק מכני: הכיסוי הרובוס מגן על חוט הפלטינה הפגיע מפני נזקים פיזיים בסביבות תעשייתיות קשות.

• עמידות כימית: הציפוי הזכוכיתי או הקרמיקי מגן על אלמנט החיישן מפני חומרים קורוזיביים, ומבטיח אמינות ודיוק ארוכי טווח בסביבות כימיות אגרסיביות.

עיצוב זה מאזן בין יציבות לבין דיוק מדידה, ומאפשר שימוש במד טמפרטורה בתנגדות פלטינית ליישומים החל מחקר מעבדה ועד תהליכים תעשייתיים בטמפרטורות גבוהות.

יתרונות מד טמפרטורה בתנגדות פלטינית

• קלות שימוש: מדידת טמפרטורה באמצעות מד טמפרטורה בתנגדות פלטינית היא פשוטה יותר בהשוואה למד טמפרטורה בגז, ודורשת הגהה והגנה פחות מורכבות.

• דיוק גבוה: המד ממעיל קריאות טמפרטורה מדויקות מאוד, מה שהופך אותו לעדיף ביישומים הדורשים דיוק, כגון מעבדות קליבראציה או ביקורת איכות תעשייתית.
  

• טווח טמפרטורה רחב: הוא פועל בצורה יעילה על פני טווח טמפרטורה רחב, מה-200°C עד 1200°C, ומכסה סביבות מגוונות, החל מקריאוגניות ועד לסביבות בטמפרטורות גבוהות.
  

• רגישות: המגנטומטר מציג רגישות מצוינת לשינויים עדינים בטמפרטורה, ומבטיח זיהוי אמין של אפילו השינויים הקטנים ביותר.
  

• תאימות שחזור: הקשר בין ההתנגדות לטמפרטורה של הפלטינה הוא מאוד עקבי. עבור טמפרטורה נתונה, הפלטינה מציגה תמיד את אותו ערך התנגדות, ומבטיחה מדידות חוזרות ונשנות.

חסרונות מד טמפרטורה בתנגדות פלטינית

• זמן תגובה איטי: המגנטומטר מגיב באיטיות יחסית לשינויים מהירים בטמפרטורה, מה שמגביל את התאימות שלו ליישומים הדורשים מעקב בזמן אמת לשינויים מהירים.

• ограничения верхней температуры:

• למרות שיש לפלטינה נקודת הרתיחה גבוהה (~1768°C), החשיפה לאורך זמן לטמפרטורות מעל 1200°C גורמת למetal להתחיל להתנדף בהדרגה, מה שמקלקל את שלמות החושן ובכך משפיע על הדיוק לאורך זמן.

• זה מגביל את השימוש שלו בסביבות טמפרטורה非常高温度的环境。这限制了其在极高温度环境中的使用。

• 敏感于制造质量: 要实现极高的灵敏度和宽测量范围，非常依赖于精心的制造。制造不良的单元可能会表现出性能或可靠性下降，因此需要仔细校准和维护。

主要考虑因素

尽管存在这些局限性，但由于其无与伦比的稳定性、精度和广泛的温度范围，铂电阻温度计仍然是许多领域的首选。对于需要极高温度或快速响应的应用，可能更适合使用其他传感器（如热电偶），但PTR在要求一致性和长期可靠性的场景中表现出色。

חסרונות מד טמפרטורה בתנגדות פלטינית

• זמן תגובה איטי: המגנטומטר מגיב באיטיות יחסית לשינויים מהירים בטמפרטורה, מה שמגביל את התאימות שלו ליישומים הדורשים מעקב בזמן אמת לשינויים מהירים.

• ограничения верхней температуры:

• למרות שיש לפלטינה נקודת הרתיחה גבוהה (~1768°C), החשיפה לאורך זמן לטמפרטורות מעל 1200°C גורמת למetal להתחיל להתנדף בהדרגה, מה שמקלקל את שלמות החושן ובכך משפיע על הדיוק לאורך זמן.

• זה מגביל את השימוש שלו בסביבות טמפרטורה גבוהות מאוד מעבר לטווח המבצעי המומלץ.

• רגישות לאיכות הבנייה: השגת רגישות מצוינת וטווח מדידה רחב תלוי מאוד בבניה מדוקדקת. יחידות בנויות גרוע יכולים להציג ביצועים או אמינות נמוכים, ועל כן יש צורך בהגיהה ותחזוקה זהירות.

תחשבנות מקצועית

למרות החסרונות, מד טמפרטורה בתנגדות פלטינית נשאר בחירה מועדפת במגוון תחומים בשל יציבותו, דיוקו וטווח הטמפרטורה הרחב שלו. ליישומים הדורשים טמפרטורות גבוהות מאוד או תגובה מהירה, חיישנים חלופיים (כמו תרמוקרופלים) עשויים להיות יותר מתאימים, אך PTRים מצטיינים בסצנריות הדורשות אחידות ואמינות ארוכת טווח.