Principiul de funcționare al termocuplurilor

Termocuplurile funcționează pe baza principiilor teoriei termoelectrice: după cum sa menționat mai sus, atunci când temperatura la capătul fierbinte se schimbă în raport cu temperatura la capătul rece, un circuit închis compus din fire metalice diferite va genera o schimbare de tensiune.
Pentru a obține o înțelegere mai intuitivă a funcției acestui principiu, ne putem imagina că atunci când o oală cu fund plat este plasată pe o sobă cu gaz, energia termică se va transfera rapid de-a lungul mânerului până la capătul cu temperatură scăzută al mâinii. De fapt, energia electrică este transferată și în acest mod, dar efectul nu este la fel de evident.
Motivul pentru aceasta este că există o diferență de temperatură între cele două „puncte finale” de pe circuit: atunci când diferența de temperatură dintre punctele finale generează o forță electromotoare, se generează un curent, iar termocuplurile folosesc voltmetrul însoțitor pentru a măsura curentul. Dacă se știe că termocuplul are o temperatură de pornire stabilă la capătul de temperatură scăzută, acesta poate folosi aceste citiri de tensiune pentru a calcula citirea exactă a temperaturii la capătul fierbinte.
Un alt punct de remarcat este că, dacă temperatura celor două puncte finale este aceeași, forța electromotoare generată la fiecare punct final se va anula reciproc, determinând ca curentul net care curge prin punctele finale să fie zero.
Tipul de termocuplu
După cum am menționat mai devreme, pe piața de astăzi sunt vândute diferite tipuri de termocupluri, care vizează abordarea diferitelor scenarii de aplicare sau provocări de mediu, în special în diferite intervale de temperatură. Ele se disting de obicei prin litere, iar cele mai comune clase de termocuplu sunt J, K, L, N și T.
Aceste litere sunt destinate să reprezinte diferite combinații de metal utilizate la bornele circuitului termocuplului. Acest lucru va afecta direct sensibilitatea generală la temperatură și domeniul de funcționare sigur al echipamentului.
În această secțiune a acestui ghid, vom introduce câteva tipuri și configurații diferite de termocupluri pentru a înțelege mediul lor de utilizare și intervalul de temperatură.
Termocuplu de tip K
Tipul cel mai des folosit în multe industrii și departamente. Termocuplul de tip K este compus din diferite fire pe bază de nichel (de obicei aliaj de crom/aliaj de aluminiu), care este un termocuplu extrem de rentabil, care poate obține o precizie fiabilă pe o gamă largă de temperaturi de funcționare.
Termocuplurile de tip K sunt utilizate de obicei în intervalul de la -200 la +1260 grade , cu o precizie a abaterii standard de ± 0,75%.
Termocuplurile de tip K folosesc materiale pe bază de nichel și au o gamă largă de aplicații potențiale, adică firele lor pot fi potrivite pentru o gamă largă de temperaturi și au, de asemenea, rezistență stabilă la coroziune și rezistență la oxidare.
Firele de termocuplu de tip K constau de obicei din aproximativ 90% nichel și 10% crom ca electrod pozitiv și aproximativ 95% nichel, 2% aluminiu, 2% mangan și 1% siliciu ca electrod negativ.

Termocuplu de tip J
Acesta este un alt tip utilizat pe scară largă, cu un interval de temperatură mai mic decât cel al termocuplurilor de tip K (-40 până la+750 grade), iar durata de viață totală a acestora va fi, de asemenea, scurtată dacă sunt expuse frecvent la temperaturi ridicate. Electrodul pozitiv al termocuplului de tip J este realizat din sârmă de fier, iar electrodul negativ este din aliaj de cupru nichel (constantan).
Este un termocuplu relativ ieftin, cu utilizări multiple, potrivit în special pentru atmosfere reducătoare (neoxidante) și medii de vid, capabil să citească date de la numeroase tipuri vechi de echipamente și materiale inerte. Cu toate acestea, fierul din termocuplul de tip J se oxidează ușor și nu este recomandat să utilizați acest tip dacă termocuplul trebuie expus la umiditate.
Termocupluri5
Termocuplu de tip N
Sârma este compusă din aliaj de siliciu nichel crom siliciu nichel (nichel, crom și siliciu), cu un interval de temperatură de lucru de -270 la+1300 grade și multe caracteristici similare cu termocuplurile de tip K.
Însă prețul lor este puțin mai mare decât cel al termocuplurilor de tip K deoarece depășesc anumite probleme pe care termocuplurile de tip K le pot avea în medii specifice și sunt un produs nou dezvoltat. În plus, termocuplurile de tip N pot oferi o mai bună stabilitate pentru aplicațiile nucleare și, în comparație cu termocuplurile de tip K, sunt mai rezistente la temperaturi extrem de ridicate.
Termocupluri 6
Termocuplu tip T
Folosind material de sârmă din aliaj de cupru constantan, cu un interval de temperatură cuprins între -200 și+350 grade, este o configurație de termocuplu deosebit de stabilă. Este foarte potrivit pentru diverse aplicații de temperatură scăzută și extrem de scăzută, inclusiv diferite condiții de laborator și condiții de congelare adâncă și poate funcționa bine și în atmosfere oxidante. În plus, are doar fir de cupru în contact direct cu sonda și poate fi folosit și pentru măsurarea diferențială.