Termoçiftet Ato janë pajisje të përdorura gjerësisht në industri për matjen e temperaturës. Falë shkathtësisë, kostos së ulët dhe qëndrueshmërisë së tyre, termoçiftet janë bërë një nga opsionet më të njohura për monitorimin dhe matjen e saktë të temperaturës në një sërë mjedisesh. Dizajni dhe funksionimi i tij bazohen në parime të thjeshta fizike, por me aplikime që variojnë nga proceset industriale deri te kërkimet shkencore.
Disa llojet e termoçifteve, secila e projektuar për intervale të ndryshme temperaturash dhe kushte mjedisore. Në këtë artikull, ne do të eksplorojmë në thellësi llojet e ndryshme të termoçifteve, aplikimet e tyre, veçoritë kryesore dhe si të zgjedhim më të përshtatshmen bazuar në mjedisin dhe nevojat specifike të matjes.
Çfarë është një termoelement?
Un termoçift Është një sensor që mat temperaturën nëpërmjet bashkimit të dy përçuesve të ndryshëm metalikë. Këta përçues gjenerojnë një tension që ndryshon me ndryshimin e temperaturës midis skajeve të sensorit, duke lejuar përcaktimin e temperaturës së saktë në pikën e matjes. Ky fenomen quhet Efekti Seebeck, e cila është baza e funksionimit të termoçifteve.
Parimi i funksionimit
Siç e përmendëm, termoelementi bazohet në Efekti Seebeck. Kur dy metale vendosen në kontakt dhe i nënshtrohen një ndryshimi të temperaturës, ato gjenerojnë një tension. Njëri skaj i termoçiftit është në kontakt me objektin temperatura e të cilit po matet ( lidhje e nxehtë), ndërsa skaji tjetër mbahet në një temperaturë të njohur, siç është temperatura e dhomës (the bashkim i ftohtë).
Ky tension i gjeneruar konvertohet në një lexim të dobishëm të temperaturës. Është e rëndësishme të theksohet se sinjali i daljes nga termoçiftet është shumë i vogël, zakonisht në milivolt, kështu që një qark përforcues është i nevojshëm për ta përkthyer atë sinjal në një figurë të menaxhueshme.
Llojet e termoçifteve
Ekzistojnë disa lloje të termoçifteve në varësi të materialeve që përbëjnë përcjellësit dhe secili lloj ka veti unike për sa i përket gamës së temperaturës dhe saktësisë. Më poshtë, ne përshkruajmë ato më të zakonshmet.
Termoçift i tipit K
Termoçift i tipit K Është më i zakonshmi në industri. Ai përbëhet nga një kombinim i nikel-krom (Chromel®) si element pozitiv dhe nikel-alumini (Alumel®) si element negativ. Është ideal për matjen e temperaturave në një gamë të gjerë nga -200°C deri në 1250°C.
Ky lloj termoelementi është veçanërisht i dobishëm në mjediset ku ndodhin atmosfera oksiduese dhe me temperaturë të lartë. Kostoja e ulët dhe qëndrueshmëria e bëjnë atë një opsion të shkëlqyer për aplikime të përhapura industriale.
Termoçift i tipit J
Termoçift i tipit J Është i njohur për përdorimin e tij në mjedise ku temperaturat variojnë nga -210°C deri në 760°C. Ai përbëhet nga hekur si përcjellës pozitiv dhe konstantan (një aliazh bakër-nikel) si përçues negativ.
Kjo është një nga termoçifte më të lirë dhe është i përshtatshëm për mjedise që nuk i kalojnë 760°C, pasi hekuri oksidohet shpejt në temperatura më të larta. Prandaj, është ideal për aplikacionet që kërkojnë një sensor me kosto të ulët dhe temperatura të moderuara.
Termoçift i tipit T
El Termoçift i tipit T Është i shkëlqyeshëm për matje të temperaturës së ulët, si ato që variojnë nga -200°C deri në 350°C. Drejtuesit e tij përbëhen nga bakër në anën pozitive dhe konstantan në anën negative. Është një nga më të mirët për sa i përket qëndrueshmërisë dhe saktësisë kur punoni në intervale jo-ekstreme kriogjenike ose atmosferike.
Termoçiftet e metaleve të çmuara: llojet R, S dhe B
Këto llojet e termoçifteve Ato janë bërë kryesisht nga metale të çmuara si platini, gjë që i bën ato ideale për aplikime që kërkojnë matje të temperaturave shumë të larta, deri në 1700°C. Ato janë shumë të sakta dhe të qëndrueshme, por edhe të shtrenjta.
Termoçifti i tipit R përdor një kombinim të platin-rodium si shoferë. Është i përshtatshëm për temperatura deri në 1450°C dhe është shumë i qëndrueshëm, duke e bërë të përshtatshëm për laboratorë dhe mjedise me precizion të lartë.
El termoçift i tipit S Është i ngjashëm me tipin R, por raporti i tij platin-rodium është paksa i ndryshëm, duke e bërë atë të përshtatshëm për aplikime që kërkojnë një nivel të lartë stabiliteti dhe qëndrueshmërie.
Termoçift i tipit B Shquhet për aftësinë e tij për të matur temperatura jashtëzakonisht të larta, deri në 1700°C, pa pasur nevojë për kompensim në kryqëzimin e ftohtë deri në 50°C. Kjo e bën atë të dobishëm në aplikacionet industriale me rrezik të lartë dhe mjedise armiqësore.
Termoçift i tipit N
El Termoçift i tipit N Ai u zhvillua si një evolucion i tipit K, dhe karakterizohet nga rezistenca e tij më e madhe ndaj oksidimit dhe qëndrueshmëria në temperatura të larta. Ai përdor lidhjet e nicrosil y nisil, e cila e lejon atë të funksionojë në intervalet deri në 1280°C.
Ky lloj termoelementi është një zgjedhje ideale për aplikime që kërkojnë rezistencë të lartë ndaj degradimit termik dhe qëndrueshmëri afatgjatë.
Gama dhe kufijtë e gabimit të termoçiftit
Standardi IEC 60584-1 përcakton intervale të ndryshme temperaturash dhe kufij gabimesh për çdo lloj termoelementi. Megjithëse ato ndryshojnë në varësi të diametrit të telit dhe kushteve mjedisore, në përgjithësi, mund të përcaktohen sa vijon:
- Lloji J: -210°C deri në 760°C, me një gabim prej ±2.2°C ose ±0.75%
- Lloji K: -200°C deri në 1250°C, me një gabim prej ±2.2°C ose ±0.75%
- Lloji T: -200°C deri në 350°C, me një gabim prej ±1.0°C ose ±0.75%
- Lloji N: -200°C deri në 1280°C, me një gabim prej ±2.2°C ose ±0.75%
Si të zgjidhni termoelementin e duhur?
Zgjidhni termoelement i përshtatshëm Varet nga disa faktorë, të tillë si diapazoni i temperaturës që do të matet, mjedisi në të cilin do të përdoret sensori dhe buxheti i disponueshëm. Është e rëndësishme të merren parasysh aspekte të tilla si:
- Temperatura maksimale dhe minimale: Çdo lloj termoelementi ka një gamë të veçantë funksionimi.
- Entorno de operación: Atmosferat oksiduese, reduktuese, kriogjenike, etj., mund të ndikojnë në qëndrueshmërinë e sensorit.
- Rezistenca kimike: Disa materiale janë më të ndjeshme ndaj korrozionit, gjë që do të ndikojë në jetëgjatësinë e sensorit.
- Saktesi: Sa më i madh të jetë saktësia, kostoja në përgjithësi rritet, kështu që është një faktor për të balancuar me funksionalitetin.
Komuna e Aplikacioneve
L termoçiftet Ato përdoren në miliona aplikime në një sërë industrish, për shkak të shkathtësisë dhe qëndrueshmërisë së tyre. Disa shembuj përfshijnë:
- termocentralet ku monitorohen temperaturat e turbinave dhe komponentëve të tjerë kritikë.
- Laboratorët e kërkimit ku kërkohet saktësi e madhe në matje në temperatura ekstreme, të larta dhe të ulëta.
- Proceset industriale siç është automatizimi i fabrikës, ku nevoja për monitorim termik është konstante.
Avantazhet dhe disavantazhet e termoçifteve
Pavarësisht se përdoren gjerësisht, jo të gjitha mjediset janë të përshtatshme për termoçift. Le të analizojmë pikat e forta dhe të dobëta të tij.
avantazh
- Qëndrueshmëri dhe qëndrueshmëri edhe në kushte ekstreme.
- Çmim i ulët krahasuar me sensorë të tjerë si RTD.
- Gama të gjera të temperaturës, nga aplikimet kriogjenike tek kontratat e temperaturës së lartë.
disavantazhet
- Saktësia e kufizuar krahasuar me teknologjitë më të avancuara si RTD.
- Ndjeshmëria ndaj zhurmës elektrike, veçanërisht në drejtime të gjata kabllore.
- Nevoja për të zbatuar kompensimi i kryqëzimit të ftohtë për të marrë lexime të sakta.
Kur përpiqeni të zgjidhni një termoelement të përshtatshëm për një aplikim të veçantë, është thelbësore të merren parasysh të gjithë këta faktorë, duke peshuar avantazhet që ofron, si kostoja e ulët dhe diapazoni i gjerë i funksionimit, kundrejt kufizimeve të tij në saktësinë dhe ndjeshmërinë ndaj mjedisit. . Termoçiftet vazhdojnë të jenë një nga zgjidhjet më efikase dhe më të gjithanshme për matjen e temperaturës në aplikime industriale shumë të kërkuara.