Controlul temperaturii termocuplelor

Termocuple este un tip de element de detectare a temperaturii. Măsoară direct temperatura și transformă semnalul de temperatură într -un semnal potențial termoelectric, care este apoi transformat în temperatura mediului măsurat prin instrumente electrice (instrumente secundare). Principiul de bază al măsurării temperaturii este acela că doi conductori cu compoziții diferite formează un circuit închis. Când există un gradient de temperatură la ambele capete, curentul va curge prin circuit și va exista o forță electromotivă - forță termoelectrică - între cele două capete,
Acesta este așa-numitul efect Seebeck. Atunci când un al treilea material metalic este conectat la un circuit termocuple, atât timp cât temperatura celor două contacte ale materialului este aceeași, potențialul termoelectric generat de termocuple va rămâne neschimbat și nu va fi afectat de conectarea celui de -al treilea metal la circuit. Prin urmare, atunci când se utilizează termocouple pentru măsurarea temperaturii, poate fi conectat un instrument de măsurare pentru a măsura potențialul termoelectric și poate fi determinată temperatura mediului măsurat.
Doi conductori omogeni cu compoziții diferite sunt electrozi termoelectrici, cu capătul de temperatură mai ridicat ca capătul de lucru și terminarea temperaturii mai scăzute ca capătul liber, care este de obicei la o temperatură constantă. Creați un tabel de calibrare a termocuplei bazat pe relația funcțională dintre potențialul termoelectric și temperatură; Tabelul de calibrare este obținut în condițiile unei temperaturi finale libere de grad 0, iar termocuplurile diferite au tabele de calibrare diferite.

Principiul de lucru al senzorului de temperatură termocuple

Două conductoare cu compoziții diferite (numite fire termocuple sau electrozi termoelectrici) sunt conectate la ambele capete pentru a forma un circuit. Când temperatura joncțiunii este diferită, în circuit este generată o forță electromotivă, care se numește efect termoelectric, iar această forță electromotivă se numește potențial termoelectric. Termocuple folosesc acest principiu pentru măsurarea temperaturii, unde capătul utilizat direct pentru a măsura temperatura mediului se numește capătul de lucru (cunoscut și sub denumirea de capăt de măsurare), iar celălalt capăt se numește capătul rece (cunoscut și sub denumirea de capăt compensator); Conectați capătul rece la instrumentul de afișare sau la instrumentul de potrivire, iar instrumentul de afișare va indica potențialul termoelectric generat de termocuple.

Termocuplurile sunt de fapt convertoare de energie care transformă energia termică în energie electrică și măsoară temperatura folosind potențialul termoelectric generat. În ceea ce privește potențialul termoelectric al termocuplelor, trebuie menționate următoarele probleme:
1. Mărimea potențialului termoelectric generat de un termocuple nu este legat de lungimea și diametrul termocuplei atunci când materialul este uniform, ci numai de compoziția materialului termocuplei și de diferența de temperatură la ambele capete;

2. Potențialul termoelectric al unui termocuple este diferența de funcție a temperaturii între cele două capete ale capătului de lucru al termocuplei, mai degrabă decât diferența de temperatură între capătul rece și capătul de lucru al termocuplei;

3. După ce se determină compoziția celor două fire termocuple, mărimea potențialului termoelectric al termocuplei este legată doar de diferența de temperatură a termocuplei; Dacă temperatura capătului rece al termocuplei rămâne constantă, potențialul termoelectric care intră în termocuple este doar o funcție cu o singură valoare a temperaturii finale de lucru.

Selectarea preciziei de măsurare a termocuplei și a intervalului de măsurare a temperaturii

Două materiale diferite ale conductoarelor sau semiconductorilor A și B sunt sudate împreună pentru a forma un circuit închis, așa cum se arată în figură. Când există o diferență de temperatură între cele două puncte de atașare 1 și 2 ale conductorilor A și B, între ele este generată o forță electromotivă, ceea ce duce la un curent de o anumită mărime în circuit. Acest fenomen se numește efect termoelectric. Termocuplele funcționează folosind acest efect.

Selecția termocuplelor ar trebui să se bazeze pe o considerație cuprinzătoare a intervalului de temperatură de funcționare, precizia necesară, atmosfera de funcționare, performanța obiectului măsurat, timpul de răspuns și beneficiile economice.

1. Selecția atmosferei pentru termocuplurile de tip S și B este potrivită pentru atmosfere puternice oxidante și slabe, în timp ce termocuplurile de tip J și T de tip T sunt potrivite pentru oxidarea și reducerea atmosferelor. Dacă se folosește un tub de protecție cu o etanșare bună, cerințele pentru atmosferă nu sunt foarte stricte.

2. Selecția de precizie de măsurare și de măsurare a temperaturii se bazează, în general, pe utilizarea termocuplelor de tip B atunci când temperatura este cuprinsă între 1300 ~ 1800 grade, iar precizia necesară este relativ ridicată; Cerința de precizie nu este ridicată, iar atmosfera permite utilizarea termocuplelor de reniu de tungsten. În general, termocuplurile de reniu de tungsten sunt selectate pentru temperaturi peste 1800 grade; Termocuple de tip S și termocuple de tip N sunt disponibile pentru utilizare la temperaturi cuprinse între 1000 și 1300 de grade, care necesită o precizie ridicată; Termocuplurile de tip K și N sunt utilizate în general sub 1000 de grade, în timp ce termocuplurile de tip E sunt utilizate în general sub 400 de grade; La 250 de grade și măsurători negative ale temperaturii, în general, se utilizează termocuple de tip T. La temperaturi scăzute, termocuplurile de tip T sunt stabile și au o precizie ridicată.

3. Selecția durabilității și a receptivității termice: termocuple cu diametre mai mari de sârmă au o durabilitate mai bună, dar un răspuns mai lent. Pentru termocuple cu o capacitate de căldură mai mare, răspunsul este mai lent. Când măsurați temperaturile cu gradienți mari, controlul temperaturii este slab sub controlul temperaturii. Este necesar să aibă un timp de răspuns rapid și un anumit grad de durabilitate, astfel încât alegerea unei marionete blindate este mai potrivită.

4. Selectarea termocuplurilor pe baza proprietăților și stărilor obiectului măsurat

Măsurarea temperaturii a obiectelor vibrante, a obiectelor vibrante și a vaselor de înaltă presiune necesită o rezistență mecanică ridicată, sunt necesare tuburi de protecție pentru atmosfere cu poluare chimică și este necesară o izolare ridicată în prezența interferenței electrice.

5. Precauții

Adâncimea de inserare a termocuplei este foarte mică: nu ar trebui să fie mai mică decât 8-10 de ori diametrul exterior al mânecii sale de protecție (cu excepția produselor speciale)

◆ Termocuple [1] Presiune nominală: în general se referă la presiunea externă statică pe care tubul de protecție o poate rezista și rupe la temperatura de lucru.

◆ Rezistență la izolare: Când temperatura aerului ambientală este {{0}} grad și umiditatea relativă este mai mică de 80%, rezistența la izolație este mai mare sau egală cu 5 megohms (tensiune 100V). Termocuplele cu cutii de joncțiune doveditoare de stropire au o rezistență la izolare mai mare sau egală cu 0,5 megohms (tensiune 100V) când temperatura relativă este de 93 ± 3 grade

◆ Rezistența la izolare la temperaturi ridicate: pentru termocuple, rezistența la izolare (pe metru) între electrodul fierbinte (inclusiv tipul de ramură dublă) și tubul de protecție, precum și între electrozii fierbinți cu ramură dublă, ar trebui să fie mai mari decât valorile specificate în tabelul de mai jos.