Termokuplların sıcaklık kontrolü

Termokupl bir tür sıcaklık algılama elemanıdır. Sıcaklığı doğrudan ölçer ve sıcaklık sinyalini bir termoelektrik potansiyel sinyaline dönüştürür, bu da daha sonra ölçülen ortamın sıcaklığına elektriksel aletler (ikincil aletler) yoluyla dönüştürülür. Sıcaklık ölçümünün temel prensibi, farklı bileşimlere sahip iki iletkenin kapalı bir devre oluşturmasıdır. Her iki uçta da bir sıcaklık gradyanı olduğunda, akım devreden akar ve iki uç arasında bir elektromotif kuvveti - termoelektrik kuvvet - olacaktır.
Bu sözde Seebeck etkisidir. Üçüncü bir metal malzeme bir termokupl devresine bağlandığında, malzemenin iki kontakının sıcaklığı aynı olduğu sürece, termokupl tarafından üretilen termoelektrik potansiyel değişmez ve üçüncü metalin devreye bağlantısından etkilenmeyecektir. Bu nedenle, sıcaklık ölçümü için termokupllar kullanılırken, termoelektrik potansiyelini ölçmek için bir ölçüm cihazı bağlanabilir ve ölçülen ortamın sıcaklığı belirlenebilir.
Farklı bileşimlere sahip iki homojen iletken, termoelektrik elektrotlardır, çalışma ucu olarak daha yüksek sıcaklık sonu ve genellikle sabit bir sıcaklıkta olan serbest uç olarak düşük sıcaklık sonu. Termoelektrik potansiyel ve sıcaklık arasındaki fonksiyonel ilişkiye dayanan bir termokupl kalibrasyon tablosu oluşturmak; Kalibrasyon tablosu, 0 derecesinin serbest uç sıcaklığı koşulu altında elde edilir ve farklı termokuplar farklı kalibrasyon tablolarına sahiptir.

Termokupl sıcaklık sensörünün çalışma prensibi

Bir devre oluşturmak için farklı bileşimlere sahip iki iletken (termokupl kabloları veya termoelektrik elektrotlar olarak adlandırılır) her iki ucuna da bağlanır. Kavşak sıcaklığı farklı olduğunda, devrede termoelektrik etki olarak adlandırılan bir elektromotif kuvvet üretilir ve bu elektromotif kuvvete termoelektrik potansiyel denir. Termokupllar bu prensibi, ortamın sıcaklığını ölçmek için doğrudan kullanılan sonun çalışma ucu (ölçüm ucu olarak da bilinir) olarak adlandırıldığı sıcaklık ölçümü için kullanır ve diğer ucu soğuk uç olarak adlandırılır (telafi edici uç olarak da bilinir); Soğuk ucu ekran cihazına veya eşleşen cihaza bağlayın; ekran cihazı, termokupl tarafından üretilen termoelektrik potansiyelini gösterecektir.

Termokupllar aslında üretilen termoelektrik potansiyelini kullanarak termal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren ve sıcaklık ölçüsünü ölçen enerji dönüştürücülerdir. Termokuplların termoelektrik potansiyeli ile ilgili olarak, aşağıdaki konular not edilmelidir:
1. Bir termokupl tarafından üretilen termoelektrik potansiyelin büyüklüğü, malzeme eşit olduğunda termokuplun uzunluğu ve çapı ile değil, sadece termokupl malzemesinin bileşimi ve her iki uçtaki sıcaklık farkı ile ilişkilidir;

2. Bir termokuplun termoelektrik potansiyeli, termokuplun soğuk ucu ve çalışma ucu arasındaki sıcaklık farkından ziyade termokuplun çalışma ucunun iki ucu arasındaki sıcaklık fonksiyonundaki farktır;

3. İki termokupl kablosunun bileşimi belirlendikten sonra, termokuplun termoelektrik potansiyelinin büyüklüğü sadece termokuplun sıcaklık farkı ile ilişkilidir; Termokuplun soğuk ucunun sıcaklığı sabit kalırsa, termokuplaya giren termoelektrik potansiyel çalışma sonu sıcaklığının sadece tek bir değer fonksiyonudur.

Termokupl ölçüm doğruluğu ve sıcaklık ölçüm aralığı seçimi

İki farklı iletken veya yarı iletken A ve B malzemesi, şekilde gösterildiği gibi kapalı bir devre oluşturmak için birbirine kaynaklanır. A ve B iletkenlerinin iki bağlanma noktası 1 ve 2 arasında bir sıcaklık farkı olduğunda, aralarında bir elektromotif kuvvet üretilir, bu da devrede belirli bir akımla sonuçlanır. Bu fenomene termoelektrik etki denir. Termokupllar bu etkiyi kullanarak çalışır.

Termokuplların seçimi, çalışma sıcaklığı aralığının kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesine, gerekli doğruluk, çalışma atmosferinin, ölçülen nesnenin performansı, yanıt süresi ve ekonomik faydaların kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesine dayanmalıdır.

1. S-tipi ve B tipi termokupllar için atmosfer seçimi, güçlü oksitleyici ve zayıf indirgeyici atmosferler için uygundur, J-tipi ve T-tipi termokupllar zayıf oksitleme ve azaltma atmosferleri için uygundur. İyi hava geçirmezliğine sahip koruyucu bir tüp kullanılırsa, atmosfer gereksinimleri çok katı değildir.

2. Ölçüm doğruluğu ve sıcaklık ölçüm aralığının seçimi, sıcaklık 1300 ~ 1800 derece arasındayken ve gerekli doğruluk nispeten yüksek olduğunda B tipi termokuplların kullanımına dayanır; Doğruluk gereksinimi yüksek değildir ve atmosfer tungsten renium termokupllarının kullanılmasına izin verir. Genel olarak, tungsten renium termokuplları 1800 derecenin üzerindeki sıcaklıklar için seçilir; S-tipi termokupllar ve N tipi termokupllar, yüksek doğruluk gerektiren 1000 ila 1300 derece arasında değişen sıcaklıklarda kullanılabilir; K-tipi ve N tipi termokupllar genellikle 1000 derecenin altında kullanılırken, e-tipi termokupllar genellikle 400 derecenin altında kullanılır; 250 derece ve negatif sıcaklık ölçümlerinde, T-tipi termokupllar genellikle kullanılır. Düşük sıcaklıklarda, T tipi termokupllar stabildir ve yüksek doğruluğa sahiptir.

3. Dayanıklılık ve termal yanıt verme seçimi: Daha büyük tel çaplı termokupllar daha iyi dayanıklılığa sahiptir, ancak daha yavaş yanıtı vardır. Daha büyük ısı kapasitesine sahip termokupllar için yanıt daha yavaştır. Büyük gradyanlarla sıcaklıkları ölçerken, sıcaklık kontrolü sıcaklık kontrolü altında zayıftır. Hızlı bir tepki süresi ve belirli bir dayanıklılık derecesine sahip olmak gerekir, bu nedenle zırhlı bir kukla seçmek daha uygundur.

4. Ölçülen nesnenin özelliklerine ve durumlarına dayanan termokuplların seçimi

Titreşimli nesnelerin, titreşimli nesnelerin ve yüksek basınçlı kapların sıcaklık ölçümü yüksek mekanik mukavemet gerektirir, kimyasal kirliliği olan atmosferler için koruyucu tüpler gereklidir ve elektrik paraziti varlığında yüksek yalıtım gereklidir.

5. Önlemler

Termokuplun yerleştirme derinliği çok küçüktür: koruyucu kılıfının dış çapının (özel ürünler hariç) 8-10 katlarından daha az olmamalıdır.

◆ Termokupl [1] Nominal Basınç: Genellikle koruyucu tüpün çalışma sıcaklığında dayanabileceği ve rüptüre dayanabileceği statik dış basıncı ifade eder.

◆ Yalıtım direnci: Ortam hava sıcaklığı {{0}}}}} derecesi olduğunda ve bağıl nem%80'den az olduğunda, yalıtım direnci 5 megohm'den (voltaj 100V) eşit veya eşittir. Sıçrama geçirmez bağlantı kutularına sahip termokupllar, nispi sıcaklık 93 ± 3 derece olduğunda 0,5 megohm (voltaj 100V) daha büyük veya daha büyük bir yalıtım direncine sahiptir.

◆ Yüksek sıcaklıklarda yalıtım direnci: Termokupllar için, sıcak elektrot (çift dal tipi dahil) ile çift dal sıcak elektrotları arasındaki yalıtım direnci (metre başına), ayrıca aşağıdaki tabloda belirtilen değerlerden daha büyük olmalıdır.