Automatyka.eu

Termopary - Pomiar temperatury przy wykorzystaniu czujników termoelektrycznych

acse.pl | Wtorek, 04 październik 2016r.

Temperatura jest podstawową wielkością fizyczną mierzoną, regulowaną, rejestrowaną oraz monitorowaną w niemal wszystkich procesach przemysłowych i technologiczny, w różnych gałęziach przemysłu, budownictwie.

Czujniki-temperatury-plaszczowe_preview

Tagi:


Pomiar temperatury może być wykonywany różnymi metodami i przy użyciu różnych czujników temperatury. Najbardziej rozpowszechnioną metodą pomiaru temperatury jest pomiar przy wykorzystaniu czujników termoelektrycznych. Znanymi również pod nazwą, jako „Termopary”. Czujniki termoelektryczne (termopary) mierzą temperaturę wykorzystując tzw. „zjawisko termoelektryczne”, generowania napięcia przez połączone z sobą dwa różne przewodniki. Napięcie generowane przez termoparę zmienia się wraz ze zmianą temperatury (im temperatura wyższa tym generowane jest napięcie wyższe). Termopara składa się z dwóch drutów, każdy z drutów termopary wykonany jest z innego materiału (metalu lub stopu metalu). W zależności od zastosowanych materiałów generowane jest różne napięcie termoelektryczne. Charakterystyki termopar są unormowane, a wartość siły termoelektrycznej dla poszczególnych materiałów oraz dopuszczalne odchyłki są opisane normą PN-EN60584-1: 2014-04.

W Polsce najczęściej używane typy termopar to termopary: E, J, K, T i N, które wykorzystują powszechnie dostępne metale jak nikiel, miedź i żelazo. Czujniki te mierzą temperaturę w zależności od typu termopary w przedziale -200…1200°C.

·         Termopary typu E(NiCr-CuNi) składają się z NiCr i konstantanu (CuNi). Ich zakres pomiarowy wynosi -200…+900°C. Termopary typu E mogą być używane w atmosferze obojętnej i utleniającej, natomiast nie należy ich używać w atmosferze redukującej i w próżni.

 

  • ·    Termopary typu J(Fe-CuNi) wykonane są z żelaza (Fe) w połączeniu konstantanem (CuNi). Ich zakres pomiarowy wynosi -40…+750°C. Termopary typu J(Fe-CuNi) przeznaczone są do pomiaru temperatury w atmosferze obojętnej, redukującej, utleniającej, jak i w próżni.
  • ·     Termopary typu K(NiCr-Ni) wykonane są z NiCr-Ni, zakres pomiarowy wynosi -200…+1200°C. Charakteryzuje je większa odporność na utlenianie, niż dla termopary typu E, J i T, nie jest zalecane ich używane w atmosferze redukującej i próżni.
  • ·      Termopary typu N(NiCrSi-NiSi) wykonane są ze stopów NiCrSi-NiSi, zakres pomiarowy temperatury wynosi odpowiednio -200… +1200°C. Są one odporne na utlenianie, nawet w wysokich temperaturach.
  • ·       Termopary typu T(Cu-CuNi) wykonywane są z Cu-CuNi, mierzą temperatury w zakresie -200…+350°C. Nadają się one do pomiarów temperatury w atmosferze utleniającej, redukującej, obojętnej i w próżni.

 

Drugą grupę czujników termoelektrycznych stanowią termopary wysokotemperaturowe (platynowe), wykonane z metali szlachetnych, głównie platyny i platyny z domieszką rodu. Termopary platynowe to termopary typu B(PtRh30-PtRh6), R(PtRh13-Pt) i S(PtRh10-Pt), różnią się zawartością rodu. Termopary platynowe przeznaczone są głównie do pomiaru wysokich temperatur +1600°C (termopary R, S) i +1800°C (termopary B). Termopary platynowe mogą pracować w atmosferze obojętnej, utleniającej oraz w próżni, natomiast nie powinny pracować w atmosferze redukującej.

Zaletą czujników termoelektrycznych jest ich prosta budowa, wysoka trwałość, szybki czas odpowiedzi i możliwość stosowania w wyższych temperaturach niż czujniki rezystancyjne (Pt100). Jednak wymagają do podłączenia do urządzeń pomiarowych specjalnych przewodów kompensacyjnych oraz specjalnych złącz termoparowych (wtyków i gniazd), odpowiednich do zastosowanej termopary. Czujniki termoelektryczne wykonywane są w dwóch klasach dokładności, klasie 1 i klasie 2 (wg. PN-EN60584).

Odrębną grupę czujników termoelektrycznych stanowią czujniki płaszczowe (tzw. termopary płaszczowe).Termopary płaszczowe składają się z:  drutów termoparowych, warstwy izolacji wykonanej z silnie sprasowanego tlenku MgO i zewnętrznego płaszcza metalowego zapewniającego osłonę mechaniczną i chemiczną spoiny pomiarowej i drutów

Płaszczowe czujniki temperatury posiadają na jednym końcu zespawane druty termoparowe tworzące spoinę pomiarową, która może być odizolowana od denka płaszcza lub też zespawana z denkiem płaszcza. Drugi koniec termopary płaszczowej jest zakończony odpowiednim przyłączem elektrycznym:

 

  • ·         głowicą aluminiową z kostką ceramiczną wyposażoną w zaciski  podłączeniowe
  • ·         złączem termoparowym (wtyczką lub gniazdem)
  • ·         przewodem kompensacyjnym lub termoparowym
  • ·         wolnymi drutami termoparowymi bez izolacji

 

Termopary płaszczowe posiadają wiele zalet i charakteryzują się:

 

  • ·         małą średnicę zewnętrzną i dużą elastyczność,
  • ·         dużą odporność mechaniczną
  • ·         zabezpieczeniem drutów termoparowych przed utlenianiem, korozją i zanieczyszczeniami chemicznymi
  • ·         krótkim czasem reakcji, co pozwala mierzyć szybkozmienne temperatury.

 

Dzięki odpowiedniej budowie i silnemu sprasowaniu izolacji, termopary płaszczowe są bardzo giętkie i mogą być dowolnie kształtowane przy zachowaniu minimalnego promienia gięcia. Zalecany promień gięcia termopary płaszczowej to 3x średnica zewnętrzna płaszcza. Małe średnice zewnętrzne termopar umożliwiają pomiar temperatury w miejscach trudnodostępnych oraz wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba zastosowania czujników temperatury o dużej odporności na drgania i wstrząsy oraz o krótkim czasie reakcji na zmianę temperatury.

  

Zobacz szczegóły na naszej stronie acse.pl

Czujniki-temperatury-plaszczowe_small

Komentarze

dodaj komentarz

Partnerzy serwisu

  • Gigaom_color

Oferty pracy

Więcej

Polecamy