Термопара кратко: Термопары для газовых котлов классификация, особенности монтажа и принцип работы

Что такое термопара и как она работает?: ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Если вы хотите измерить температуру чего-то столь же горячего, как вулкан, обычный бытовой ртутный термометр абсолютно бесполезен. Воткните колбу ртутного термометра в вулканическую лаву (температура которой может быть намного выше 1000), и вы получите сюрприз: ртуть внутри мгновенно закипит (она превращается из жидкости в газ всего лишь при 674 ° F), а само стекло может даже расплавиться (если лава действительно горячая). Попробуйте измерить что-нибудь очень холодное (например, жидкий азот) с помощью ртутного термометра, и у вас возникнет обратная проблема: при температурах ниже -38 ° C ртуть представляет собой твердый кусок металла. Так как же измерить действительно горячие или холодные предметы? С хитрой парой электрических кабелей под названием термопара. Давайте подробнее разберемся, как это работает!

Какая связь между электричеством и теплом?

Вы заметили, что, когда мы говорим о проводимости в физике, мы можем иметь в виду две вещи? Иногда мы имеем в виду тепло, а иногда — электричество. Металл, такой как железо или золото, действительно хорошо проводит тепло и электричество; такой материал, как пластик, не очень хорошо проводит ни одно из них. 

Между тем, как металл проводит тепло, и тем, как он проводит электричество, существует прямая связь. 

Электрический ток проходит через металлы крошечными заряженными частицами внутри атомов, называемыми электронами. Когда электроны «маршируют» через материал, они уносят с собой электричество, как муравьи, несущие листья. Если электроны могут переносить электрическую энергию через металл, они также могут переносить тепловую энергию — и поэтому металлы, которые хорошо проводят электричество, также являются хорошими проводниками тепла. (Однако с неметаллами все не так просто, потому что тепло проходит через них другими, более сложными способами. Но для понимания термопар нам нужно учитывать только металлы.)

Томас Зеебек и термоэлектрический эффект

Предположим, вы воткнете железный пруток в огонь. Вы поймете, что нужно отпустить его довольно быстро, потому что тепло будет подниматься по металлу от огня к вашим пальцам. Но знаете ли вы, что электричество тоже идет по нагретому прутку? Первым, кто правильно подхватил эту идею, был немецкий физик Томас Зеебек (1770–1831), который обнаружил, что если два конца металла будут иметь разную температуру, через них будет протекать электрический ток. Это один из способов обозначить то, что сейчас известно как эффект Зеебека или термоэлектрический эффект. По мере дальнейшего исследования Зеебек обнаружил, что все еще интереснее. Если он соединял два конца металла вместе, ток не протекал; аналогично, если два конца металла имели одинаковую температуру, ток не протекал.

Основная идея термопары: два разнородных металла (серые кривые) соединены на двух концах. Если один конец термопары поместить на что-то горячее (горячий спай), а другой конец на что-то холодное (холодный спай), возникает напряжение (разность потенциалов). Вы можете измерить его, поместив вольтметр (V) через два соединения.

Зеебек повторил эксперимент с другими металлами, а затем попытался использовать вместе два разных металла. Теперь, если способ протекания электричества или тепла через металл зависит от внутренней структуры материала, вы, вероятно, можете увидеть, что два разных металла будут производить разное количество электричества, когда они нагреваются до одной температуры. Так что, если вы возьмете полосу одинаковой длины из двух разных металлов и соедините их вместе двумя концами, чтобы получилась петля. Затем окуните один конец (одно из двух стыков) во что-нибудь горячее (например, стакан с кипящей водой), а другой конец (другой стык) во что-то холодное. Тогда вы обнаружите, что электрический ток течет через петлю (которая фактически представляет собой электрическую цепь), и величина этого тока напрямую связана с разницей в температуре между двумя переходами.

Ключевой момент, который следует помнить об эффекте Зеебека, заключается в том, что величина создаваемого напряжения или тока зависит только от типа металла (или металлов), а также от разницы температур. Для создания эффекта Зеебека не нужно соединение между разными металлами: только разница температур. Однако на практике в термопарах используются металлические переходы.

Почему возникает эффект Зеебека?

Как мы уже видели, существует тесная связь между тем, насколько хорошо электричество течет в материале (электропроводность) и насколько хорошо течет тепло (теплопроводность). Мы можем думать об электронах в металле как о молекулах в газе, которые колеблются с кинетической энергией. Чем горячее газ, тем больше кинетической энергии у каждой молекулы в среднем и тем быстрее она колеблется. Подобно тому, как молекулы газа движутся быстрее, когда вы их нагреваете, электроны имеют тенденцию «диффундировать» больше, когда металл более горячий. Если вы нагреете один конец металлического стержня, электроны будут двигаться там быстрее и создадут чистый поток к более холодному концу. Это делает более горячий конец слегка положительно заряженным, а более холодный конец слегка отрицательно заряженным, создавая разницу напряжений — эффект Зеебека.

А как насчет эффекта Зеебека в соединении двух разных металлов? В одних материалах электроны движутся более свободно, чем в других. В этом основная разница между проводниками и изоляторами, а также между хорошими проводниками и плохими. Если вы соедините два разных металла вместе, свободные электроны будут перемещаться из одного материала в другой посредством своего рода диффузии. Так, например, если вы соедините кусок меди с куском железа, электроны имеют тенденцию перемещаться от железа к меди, в результате чего медь заряжается более отрицательно, а железо — более положительно. Если железо и медь соединены в петлю с двумя переходами, один из переходов получит положительное напряжение, а другой — равное и противоположное отрицательное напряжение, не создавая напряжения в целом. Но если один из стыков горячее другого, электроны будут легче диффундировать между металлами. Это означает, что напряжение на двух переходах будет отличаться на величину, которая зависит от разницы их температур. Это эффект Зеебека — и это основа работы большинства термопар.

Измерение температуры с помощью термопары

Если вы измеряете несколько известных температур с помощью этого устройства с металлическим спаем, вы можете выяснить формулу — математическое соотношение, — которое связывает ток и температуру. Это называется калибровкой: это как разметка шкалы на термометре. После калибровки у вас есть инструмент, который можно использовать для измерения температуры всего, что вам нравится.

Просто поместите один из металлических концов в ванну со льдом (или что-нибудь еще с точно известной температурой). Поместите другой металлический стык на предмет, температуру которого вы хотите узнать. Теперь измерьте происходящее изменение напряжения и, используя формулу, которую вы вычислили ранее, вы можете точно рассчитать температуру вашего объекта. Гениально! У нас есть пара металлов, которые соединены для измерения тепла (что по-гречески называлось «термос»). Вот почему это называется термопарой.

Что такое термопары на практике?

Для различных применений доступен широкий спектр различных термопар на основе металлов с высокой проводимостью, таких как железо, никель, медь, хром, алюминий, платина, родий и их сплавы . Иногда конкретная термопара выбирается исключительно потому, что она точно работает в определенном диапазоне температур, но условия, в которых она работает, также могут влиять на выбор (например, материалы в термопаре могут быть немагнитными , некоррозионными или стойкими к атакам. отдельными химическими веществами).

Для чего используются термопары?

Термопары широко используются в науке и промышленности, потому что они, как правило, очень точны и могут работать в огромном диапазоне действительно высоких и низких температур. Поскольку они генерируют электрические токи, они также полезны для автоматизированных измерений: гораздо проще получить электронную схему или компьютер для измерения температуры термопары через определенные промежутки времени, чем делать это самостоятельно с помощью термометра. Поскольку в них нет ничего особенного, кроме пары металлических полос, термопары также относительно недороги и (при условии, что используемые металлы имеют достаточно высокую температуру плавления) достаточно долговечны, чтобы работать в довольно суровых условиях.

Для нагревательных систем термопары являются незаменимым инструментом, который позволяет измерять показатели температуры системы, нагревательных элементов, обрабатываемых материалов. К примеру, на экструзионных линиях термопары устанавливаются на каждый кольцевой нагреватель, греющий цилиндр экструдера, в каждую зону нагрева для измерения температуры расплава, в фильеру для определения температуры на выходе.

В компании Элемаг вы можете купить различные типы термопар таких пар металлов, как хромель-алюмель (тип К), железо-константан (тип J) и хромель-копель (тип L).

Типы термопар: ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Термопары зависимо от сферы применения, величины измеряемых температур и своего состава делятся на разные типы.

Хромель-алюмель тип К

Это один из самых применяемых типов термопар. На протяжении долгого времени измеряет температуры до 1100 ⁰С, в коротком – до 1300 ⁰С. Измерение пониженных температур возможно до -200 ⁰С. Отлично функционирует в условиях окислительной атмосферы и инертности. Возможно применение в сухом водороде, и недолго в вакууме. Чувствительность – 40 мкВ/ ⁰С. Это самый стойкий тип термопары способный работать в реактивных условиях.

Минусами является высокая деформация электродов и нестабильная ЭДС.

Хромель-алюмель или термопара типа К не применяется в среде с содержанием О2 более чем 3%. При большем содержании кислорода хром окисляется и снижается термическая ЭДС. Тип К с защитным чехлом можно использовать в переменной окислительно-восстановительной атмосфере.

Для защиты термопары ХА применяется оболочка из фарфорового, асбестового, стекловолоконного, кварцевого, эмалевого материала или высокоогнеупорных окислов.

Чаще всего хромель-алюмель выходит из строя из-за разрушения алюмелевого электрода. Происходит это после нагревания электрода до 650 градусов в серной среде. Предотвратить коррозию алюмели можно лишь исключив попадание серы в рабочую среду термопары.

Хром портится из-за внутреннего окисления, когда в атмосфере содержится водяной пар или повышенная кислотность. Защитой является применение вентилируемой защиты.

Хромель-копель тип L

Это также часто применяемая термопара позволяющая измерять в инертной и окислительной среде. Длительное измерение до 800 0С, короткое – 1100 0С. Нижний предел -253 0С. Длительная работа до 600С. Это самая чувствительная термопара из всех измерительных устройств промышленного типа. Обладает линейной градуировкой. При температуре 600 градусов выделяется термоэлектрической стабильностью. Недостатком является повышенная предрасположенность электродов к деформациям.

Положительным электродом у термопары типа L является хромель, а отрицательным – копель. Рабочая среда – окислительная или с инертно газовой составляющей. Возможно применение в вакууме при повышенной температуре короткое время. Используя хорошую газоплотную защиту ТХК можно использовать в серосодержащей и окислительной среде. В хлорной или фторсодержащей атмосфере возможна эксплуатация, но только до 200 градусов.

Железо-константан тип J

Используется в восстановительной, окислительной, инертной и вакуумной среде. Измерение положительных сред до 1100 0С, отрицательных – до -203 0С. Именно тип J рекомендуется применять в положительной среде с переходом в условия отрицательной температуры. Только в отрицательной среде ТЖК использовать не рекомендуется. На протяжении длительного времени измеряет температуры до 750 0С, в коротком интервале 1100 0С. Минусы: высокочувствительна — 50-65 мкВ/ 0С, поддается деформациям, низкая коррозийная стойкость электрода содержащего железо.

Положительным электродом у термопары типа J есть технически чистое железо, а отрицательным – медно-никелевый сплав константан.

ТЖК устойчива к окислительной и восстановительной среде. Железо при температурах от 770 0С поддается магнитным и ↔- превращениям, влияющим на термоэлектрические свойства. Нахождение термопары в условиях больше 760 0С не способно далее в точности измерять показатели температуры нижеуказанных цифр. В данном случае ее показания не соответствуют градуировочной таблице.

Скоки эксплуатации зависят от поперечного сечения электродов. Диаметр должен соответствовать измеряемым показателям.

В условиях температур выше 500С с содержанием серы в атмосфере рекомендуется применять защитный газоплотный чехол.

Вольфрам-рений тип А-1, А-2, А-3

Отлично измеряет температуры до 1800 градусов. В промышленности используется для измерения показателей около 3000 ⁰С. Нижний предел ограничивается – 1300 ⁰С. Можно эксплуатировать в аргоновой, азотной, гелиевой, сухой водородной и вакуумной средах.

Термо-ЭДС при 2500 ⁰С — 34 мВ для измерительных устройств из сплавов ВР5/20 и ВАР5 /ВР20 и 22 мВ, для термопар из сплава ВР10/20, чувствительность – 7-10 и 4-7 мкВ/ ⁰С.

ТВР характеризуется механической устойчивостью даже в условиях высокой температуры, справляется со знакопеременными нагрузками и резкими тепловыми сменами. Удобна в установке и практически не теряет свойств при загрязнении.

Минусы: низкая производимость термо-ЭДС; при облучениях нестабильная термо-ЭДС ; падение чувствительности при 2400 ⁰С и более.

Более точные результаты у сплавов ВАР5/ВР20 наблюдаются при длительном измерении, что не так характерно для сплавов ВР5/20.

В ТВР электроды изготавливаются из сплавов ВР5 – положительный и ВР20 – отрицательный; ВАР5 – положительный и ВР20 – отрицательный или ВР10 – положительный и ВР20 – отрицательный электрод.

Незначительное наличие О2 способно вывести термопару вольфрам-рений из строя. В окислительной среде используются лишь в быстротекущем процессе. В условиях сильного окисления моментально выходит из строя.

Иногда эта термопара может использоваться в работе высокотемпературной печи совместно с графитовым нагревательным элементом.

В качестве электродных изоляторов применяют керамику. Оксид бериллия можно применять, как изолятор в том случае, когда воздействующая на него температура не превышает температур плавления. При измерении значений меньше 1600 0С электроды защищают чистым оксидом алюминия или магния. Керамический изолятор должен быть прокален для возможности очистки разных примесей. В условиях повышенного окисления используются чехлы из металла и сплавов Mo- Re, W-Re с покрытиями. Измерительный прибор с защитой из иридия можно кратковременно использовать на воздухе.

Вольфрам-молибден

Эксплуатируется в инертной, водородной и вакуумной сфере. Температуры измерений – 1400 ⁰С -1800 ⁰С, пределы рабочих показателей — 2400 ⁰С. Чувствительность — 6,5 мкВ/ ⁰С. Обладает высокой механической прочностью. Не нуждается в химической чистоте.

Минусы: низкая термо-ЭДС; инверсия полярности, повышение хрупкости при повышенных температурах.

Рекомендуется применять в водородной, инертногазовой и вакуумной среде. Окисление на воздухе происходит при 400 градусах. При повышении термической подачи окисление ускоряется. ТВМ не вступает в реакцию с Н и инертным газом до температур плавления. Данный тип термопары лучше не использовать без изоляторов, так как она при повышении температуры может вступать в реакцию с окислами. При наличии керамического изолятора возможно кратковременное применение в окислительной среде.

Для измерения термической составляющей жидкого металла изолируется обычно глиноземистой керамикой с применением кварцевого наконечника.

Платинородий-платина типы R, S

Самые распространенные типы термопары для температур до 1600 ⁰С. К данным устройствам относятся платина со сплавом платины и родия 10%-ти или 13%-ным составом. Применяются в инертной и окислительной среде. Длительное использование при 1400С, кратковременное — 1600С. Обладают линейной термоэлектрической особенностью в диапазоне 600-1600 ⁰С. Показатель чувствительности — 10-12 мкВ/ ⁰С (10% Rh) и 11-14 мкВ/С (13% Rh). Производят высокоточное измерение, обладают высокой воспроизводимостью и стабильностью термо-ЭДС.

Минусы: нестабильность в облучаемой среде, повышенная чувствительность к загрязнениям.

ТПП с хорошим изолятором может применяться в восстановительной среде, и в условиях содержащих мышьяковые пары, серу, свинец, цинк и фосфор.

Практически не используются для измерения отрицательных температур по причине снижения чувствительности. Но, в отдельной сборке возможно измерение значений до -50 градусов. Для значений 300-600 ⁰С применяются в качестве сравнительных показателей. Краткое применение – до 1600 ⁰С, длительное – 1400 ⁰С. С наличие защиты можно длительно эксплуатировать при 1500 ⁰С.

Изоляторами в условиях температуры до 1200 ⁰С применяются кварцевые и фарфоровые материалы или муллит и силлиманит. Образцовые термопары изолируют плавленым кварцем.

При использовании с вырабатываемой температурой в 1400 ⁰С в качестве изолятора лучше применять керамику с окислю Al2O3. При слабоокислительной и восстановительной среде около 1200 ⁰С.

В слабоокислительных и восстановительных условиях с температурой выше 1200 и независимо от условий с температурами выше 1400 0С необходимо в качестве изолятора использовать керамический высокочистый оксид алюминия. В восстановительной среде возможно применение оксида магния.

Обычно внутренний чехол для термопары состоит из того же материала из которого выполнен изолятор. Данные материалы должны быть газоплотными. В условиях разового измерения температур жидкой стали, чтобы защитить рабочий спай измерителя используются кварцевые наконечники.

Вся рабочая длина электродов должна быть заизолирована трубкой из керамики двухканального типа. Места стыка трубки и чехла, электрода и трубки должны иметь зазоры для вентиляции. Электроды должны тщательно очищаться от смазки перед установкой в изолятор. В свою очередь металлический чехол тоже должен быть сухим и чистым. Перед установкой на объект все компоненты термопары должны пройти отжиг. Термоэлектроды не должны выполнять опорную функцию для изолятора. Особенно это важно для вертикальных термопар.

Платинородий-платинородий тип В

Используется в окислительных и нейтральных условиях. Возможна эксплуатация в вакуумной среде. Максимальная температура измерений длительного потока 1600 ⁰С, кратковременная — 1800С. Чувствительность — 10,5-11,5 мкВ/ ⁰С. Выделяется хорошей стабильностью термического ЭДС. Возможно применение без удлинительных проводов из-за низкой чувствительности в температурном диапазоне от 0 до 100 ⁰С.

Изготавливается из сплава платины и родия ПР30 и ПР6.

В атмосфере восстановительного типа и паров металлического и неметаллического состава необходима надежная защита. В качестве изолятора используется керамическое сырье из чистого Al2O3.

Характеристики эксплуатации и прочностные данные соответствуют термопарам типов R, S. Но, выходят они из строя намного реже по причине низкой подверженности химзагрязнениям и росту зерен.

Устройство термопары: ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Термопара (ТХА)– устройство по измерению температуры.

Вообще температуру можно измерять двумя способами: контактным и бесконтактным. ТХА относятся к контактным измерительным устройствам. Принципы их работы основаны на эффекте Зеебека. Основными преимуществами считаются высокоточность измерения большого диапазона температур и надежность.

Термопары делятся на разные группы зависимо от своего состава, а также от точности измерительных данных.

Принцип измерения температуры термопарой.

Принцип работы на основе термоэлектрического эффекта состоит в следующем:

Если соединить два электрода из разных по роду сплавов так, чтобы образовалась замкнутая цепь и воздействовать на спаи разной температурой, то в самой цепи будет проходить постоянный ток.

Электрод, по которому ток проходит от горячего спая к холодному считается положительным, а от холодного к горячему – отрицательным. В названиях термопар на первом месте обозначается положительный электрод.

Определив температурные значения одного из спаев, и измерив, ток либо напряжение цепи, можно узнать температуру второго спая.

Конструкции термопар

ТХА имеют следующие конструктивные особенности:

Концы двух электродов соединяют в одной точке. Соединение производят электродуговой сваркой, при этом электроды изначально скручивают между собой. Электроды, состоящие из тугоплавкого металла, зачастую скручивают без сварки. Они должны соединяться лишь в рабочем спае. Вся остальная длинна, должна быть заизолированной.

Метод изолирования термоэлектродов зависит от максимальных значений температурного предела, при котором будет применена термопара. Если эти температуры не превышают 120 градусов, то в качестве изолятора может быть любой подходящий для этого материал. При значениях до 1300 градусов температуры изолятор изготавливают из фарфоровых трубочек или бусинок. При сверхвысоких температурах изолятор применяют из окисей алюминия, магния, бериллия, либо двуокисей тория, циркония.

Зависимо от рабочей среды в конструкцию термопары может входить защитная наружная трубка-чехол с закрытым окончанием. Трубка может состоять из металла, керамики либо металлокерамики. Чехол должен улучшать механические свойства ТХА, снимать механическое напряжение, обеспечивать защиту от попадания влаги, а иногда и герметичность. Материал, из которого выполнена трубка, должен сохранять свои свойства в условиях повышенных температур, а также обладать высокой химической стойкостью. Защитный чехол не должен быть чувствительным к резким температурным перепадам.

Разделение ТХА по конструктивному исполнению

Зависимо от условий эксплуатации и назначения термопары бывают погружаемыми и поверхностными.

В их конструкцию может входить или не входить защитный чехол. В свою очередь трубка-чехол может быть:

• Стальной и выдерживать температурную нагрузку до 600 0С;
• Состоять из жаростойкого материала и выдерживать до 11000С;
• Фарфоровой – до 13000С;
• Тугоплавкой – до 20000С.

Зависимо от конструкции креплений могут быть с наличием:

• Неподвижного штуцера;
• Подвижного штуцера;
• Подвижного фланца.

Тип защиты выводов от внешней среды:

• Обыкновенная головка;
• Водозащищенная головка;
• Специальная заделка выводных концов (без головки).

ТХА зависимо от сферы применения могут иметь специальную защиту от агрессивного воздействия. Незащищенные устройства обычно используют, когда окружающая среда не наносит никакого вреда электродам.

Герметичное выполнение термопары необходимо при эксплуатации измерителя в условиях перепадов давления и температуры.

По устойчивости к механическим воздействиям:

• Виброустойчивая конструкция;
• 
  Ударопрочная;
• 
  Обычная.

По числу зон контроля температуры:

• Однозонные;
• Многозонные.

По степени тепловой инерции:

• С высокой инерционностью – до 3,5 минут;
• Со средними значениями инерционности – до 60 секунд;
• Малоинерционные – до 40 секунд;
• Ненормированные.

Рабочая часть ТХА может быть произведена в разной длине: начиная от 120 мм. Максимальная длина однозонной термопары составляет 1580 мм, многозонной – 20000 мм.

что такое простыми словами? :: SYL.ru

Использование газа для отопления частной недвижимости, будь то загородный дом или коттедж, выгодно с экономической точки зрения. Тем не менее здесь таится серьезная опасность. Если погаснет горелка и подача газа своевременно не будет остановлена – произойдет утечка. Все может закончиться трагически, ведь под угрозой все, кто находится в помещении. Как раз для таких целей предусмотрено специальное устройство. Но что такое термопара (термоэлектрический преобразователь), коим и является оно? Для чего именно предназначено, можно ли обойтись без нее?

Вопросов может возникнуть много, поэтому стоит во всем этом разобраться. Выясним, какие виды существуют, и коснемся самых распространенных неисправностей, которые могут случиться.

Что за устройство такое?

Под термопарой подразумевается специальный прибор, который служит для измерения температуры рабочей среды. Такое устройство широко распространено в промышленности, медицине и прочих областей жизнедеятельности человека. Впрочем, всюду, где необходима высокая точность замеров.

С конструктивной точки зрения – это два разных проводника, которые припаяны (или приварены) друг к другу на одном из концов. Место их соединения называется спаем. А в качестве проводников используются разные материалы, и в зависимости от этого диапазон измеряемой термопарой температуры составляет от -250 ᴼC до 2000 ᴼC, а то и более. В большинстве случаев это металлы, полупроводники используются реже.

Для чего применяется термопара?

В настоящее время такие устройства широко применяются практически в любой сфере для измерения температуры в разных средах:

• воздух;
• вода;
• смазочные материалы.

Главная задача, которая стоит перед устройством подобного вида, заключается в обеспечении автоматического отключения оборудования в случае какой-либо неисправности газового котла.

Как правило, термопара присутствует не только в котлах, но и плитах, также работающих на таком топливе. Здесь устройство служит для электроподжига газа при его подаче. Это ее основной элемент и работа термопары сводится к управлению клапана безопасности газового крана. То есть прибор производит его открытие или закрытие, исходя из того, есть ли пламя или его нет. Но помимо этого, термопара может выступать в качестве температурного датчика.

В быту термопара может присутствовать и в других приборах. Ими оснащаются некоторые модели паяльников. Есть модели мультиметров, которые позволяют проводить замеры температуры. В этом случае в комплект их поставки входят такие устройства, имеющие специальные разъемы для подключения к прибору.

Особенности термопары

Обычно для производства термопар используются неблагородные металлы. А чтобы защитить рабочие элементы от воздействия внешних факторов, они помещены в трубку, оснащенную подвижным фланцем.

Он служит в качестве средства крепления конструкции. Трубка термопары для газового котла изготавливается из обычной либо нержавеющей стали, а чтобы исключить контакт электродов между собой, используются такие средства как асбест, фарфоровые трубки либо керамические бусы.

Хоть в основном термопары производятся из неблагородных металлов, благородные материалы позволяют им существенно повысить точность измерений. Здесь в меньше степени проявляется термоэлектрическая неоднородность. К тому же они более стойки к окислению, а поэтому такие конструкции отличаются высокой стабильностью. Только такие устройства весьма дороги.

Конструктивно термопары могут производиться по-разному. Это и бескорпусный вариант, где место соединения двух проводников не закрыто. Такое устройство обеспечивает практически мгновенное измерение температуры, а инертность заметно ниже.

Второе исполнение термопары для газовой плиты или котла – это зонды. Такая конструкция получила большее распространение, поскольку актуальна для производственных целей, где требуется защита рабочих элементов от агрессивных сред измерения. Но и в быту они также используются чаще, чем первый тип.

Разновидности термопар

Основное различие между термопарами кроется в используемом материале для изготовления проводников. При этом встречаются довольно необычные названия сплавов, о которых могут знать лишь любители кроссвордов или сканвордов. В зависимости от этого все устройства делятся на несколько типов. Более наглядно это можно увидеть на таблице ниже.

При этом из всех перечисленных типов бытовое газовое оборудование с автоматикой оснащается лишь тремя – это разновидности K, E и N.

Преимущества

Более четкое представление о термопаре и принципе действия простыми словами смогут дать имеющиеся преимущества. Широкая область применения таких устройств как раз обусловлена именно благодаря ряду достоинств:

• Выполняет несколько функций: контролирует пламя и замеряет температуру.
• В устройстве этих элементов нет ничего сложного, поскольку отсутствуют какие-либо дополнительные детали.
• Способность выдерживать широкий диапазон измеряемой температуры.
• Высокая точность измерений, за счет чего этими устройствами оснащаются газовые котлы и колонки.
• Легкий монтаж и обслуживание, с чем может справиться абсолютно любой владелец частной недвижимости.
• Долгий срок службы.
• Надежность.
• За счет простоты конструкции термопары несложно изготовить.

Все эти и многие другие достоинства, которыми обладают термопары для котлов современного типа, знакомы большинству производителей газового оборудования.

И теперь с их помощью можно розжиг плиты или котла более безопасен, чем раньше. Нам, как рядовым потребителям, тоже понятно, откуда у таких устройств большая популярность.

Недостатки

К сожалению, у таких простых приборов наряду с очевидными достоинствами присутствуют и некоторые недостатки. Прежде всего, стоит упомянуть погрешность, которая обычно составляет 0,5-2 градусов. Поэтому чтобы добиться более точных показаний (до ±0,01 °С), необходима индивидуальная градуировка термопары.

Простота конструкции и высокая надежность, являясь неоценимым преимуществом, вместе с этим это еще и минус. Как такое может быть? Все очень просто – в случае возникновения неисправности термопары починить ее нет возможности, только заменить.

Благо, такой недостаток термопар для плит не столь существенен, так как стоимость не такая высокая.

Принцип работы устройства

Принцип действия термопары основывается на явлении, которое было обнаружено немецким физиком Томасом Иоганном Зеебеком в 1821 году. Им было замечено, что если нагреть два соединенных проводника из разнородных материалов, то возникает напряжение, которое получило название, как термоЭДС. При этом величина ее зависит от степени нагрева места соединения этих проводников. Впоследствии эффект получил имя его открывателя.

К примеру, при нагреве железа возникает положительное напряжение равное 15 мкВ на каждый 1 °C, в то время как в никеле создается отрицательное значение тока -20,8 мкВ. Поскольку в большинстве случаев используется сплав алюмеля с хромелем, то при нагреве до температуры 300 °С «дуэт» этих металлов образует напряжение 12 мВ.

Этого вполне достаточно для срабатывания электромагнитного реле, которое удерживает кран безопасности открытым. Но стоит только температуре упасть (что происходит практически мгновенно), реле отключается, в результате чего клапан закрывается.

Такое объяснение принципа действия термопары простыми словами будет вполне понятно многим.

Неисправность термопары плит

У каждого устройства найдутся слабые места, и термоэлектрический преобразователь — не исключение. Он отличается особой чувствительностью к состоянию датчика, коим является его «горячий» конец. На его поверхности может появиться сильный нагар или прочие загрязнения. По этой причине термопара не способна выработать необходимое напряжение, в результате чего плита полностью не функционирует либо работает с перебоями.

Как это проявляется? При нажатии кнопки розжига загорается одна из конфорок, но стоит отпустить ее – пламя гаснет. Если такое происходит, можно попробовать почистить датчик наждачной бумагой с мелким зерном. Если же результат не изменится, или измерения термопара производит неточно, скорее всего, нужна замена термопары.

Неисправность устройств котлов

Что касается газовых котлов, то среди всех деталей оборудования именно термопара чаще всего выходит из строя. Неисправность можно обнаружить так же, как в случае с плитой. Признак выглядит так: нажимается кнопка подачи газа, поджигается запальник и держится 30 секунд (как полагается по инструкции) и отпускается. При этом горелка сразу же гаснет, что должно насторожить.

Это может говорить о том, что термопара неисправна и требует замены, поскольку неремонтопригодна. Или же между устройством и электромагнитным клапаном плохой контакт.

В этом случае можно самостоятельно выполнить несложную диагностику, а и полностью устранить проблему, без привлечения специалиста. При этом необязательно в точности знать, какой у термопары принцип действия. Вот что потребуется сделать:

• Откручивается прижимная гайка, что удерживает термопару на электромагнитном клапане, после чего устройство извлекается.
• Внимательно осмотреть разъем – есть ли окислы или загрязнения? В случае чего, пройтись мелкой шкуркой.
• Проверить работоспособность при помощи мультиметра. Для этого один конец устройства соединяется с прибором, а другой нужно нагреть. Можно воспользоваться ручной газовой горелкой или чем-нибудь еще (свечка). У исправной термопары напряжение должно быть до 50 мВ.
• Если диагностика прошла успешно, остается установить термопару на свое место и еще раз запустить котел.

Любой, кто осведомлен, что такое термопара, может прийти к правильному выводу – все дело в самом электромагнитном клапане. Однако и он может быть исправен. Тогда нужно прочистить место соединения проводников, после чего найти удачное положение прижимной гайки, при котором обеспечивается хороший контакт.

Полезные рекомендации

Стоит уяснить, что от того, насколько правильно работает термоэлектрический преобразователь, который установлен в газовом котле либо плите, зависит не только работоспособность всего оборудования. Под угрозой находится и личная безопасность всех обитателей дома.

Ведь если устройство неисправно, значит, оно не может сработать вовремя, что повлечет за собой утечку газа. А это в свою очередь приводит к взрыву. Поэтому крайне важно проводить регулярные проверки показаний устройства. Это позволит избежать серьезной катастрофы.

На качество измерений могут влиять ряд факторов:

• качество спая;
• наличие электрического шума;
• есть утечка газа;
• термоэлектрическая неоднородность.

Мало знать, что такое термопара, необходимо понимать – те термопары, которые установлены в плитах, обеспечивают не только качественную работу техники, но и отвечают за безопасность. При ее повреждении лучше сразу заменить ее новым устройством. Сделать это можно самому, но лучше будет обратиться к специалисту.

Народные поделки

Многие народные умельцы, используя термоэлектрический преобразователь, изготавливают в домашних условиях зарядные устройства или миниатюрные электростанции для зарядки телефонов и прочих устройств малой мощности. Причем это происходит от огня или любого другого горячего источника.

Некоторые люди пробуют своими руками изготовить термопару на основе уже неисправного устройства. Только такие самоделки нельзя использовать долгое время. Но в качестве временной замены они подходят.

В качестве заключения

Популярность и преимущества термопары в настоящее время трудно оспорить или поставить под сомнение. Ведь эти элементы не только основные детали не только в газовом оборудовании (котлы, плиты, колонки). Их можно встретить во многих моделях терморегуляторов и термометров бытового и промышленного назначения.

Понять, что такое термопара, несложно, но куда важнее своевременно устранять все появившиеся признаки ее неисправности!

классификация, как работает, особенности применения

Термопа́ра — устройство основанное на преобразовании электрического сигнала в показатель температуры при изменении физических параметров веществ, из которых состоит прибор. Термопары широко распространены в промышленности, коммунальном хозяйстве, используются в массе бытовых приборов и автомобилях. От самых простых приборов (которые можно встретить в обычных утюгах) до сложных и дорогих (жаростойкие термопластины для измерения температуры на газовых турбинах) их можно встретить везде, где стоит задача измерения температуры.

Как работает термопара?

Термопара состоит из пары проводников из отличающихся материалов, соединенных между собой только с одной стороны.

Регистрирующие приборы (аналоговые, цифровые) измеряют разницу термо-ЭДС возникающих в местах спайки и на концах проводников.

Действие прибора построено на эффекте Зеебека(термоэлектрической эффект). Представьте две проволоки соединенные между собой двумя спайками. Если нагревать/охлаждать одну спайку, то по кольцу потечет ток. Его вызывает термо-ЭДС, которая возникает за счет разности потенциалов между спайками.

Интересное видео о термопарах от НИЯУ МИФИ смотрите ниже:

При одинаковой температуре спаек сума токов в цепи равна нулю – ток не течет. При отличающихся температурах возникает разность потенциалов между спайками. От интенсивности нагревания/охлаждения зависит и разность потенциалов.

Термо-ЭДС можно измерить. Она пропорциональна изменению разности температур на спайках. Самый простой способ измерения параметров тока в таких условиях – гальванометр (применяется для демонстрации эффекта Зеебека).

В современных сложных термопарах применяются электронные средства преобразования сигнала.

Особенности работы с термопарами для точных и высокоточных измерений

1. Недостаток большинства термопар – это необходимость градуировки каждого прибора в отдельности.
   

   Для точных измерений на предприятиях-изготовителях каждая термопара проходит отдельные испытания.

2. Необходимо вносить поправку на температуру среды измерительных устройств.
3. Термопара должна находиться в одинаковых условиях по всей длине измерительного участка.
4. Для определения наиболее точного результата можно использовать рядом с основной термопарой контрольные термопары.
5. Для точных измерений используют провода с экранами, для уменьшения наводок: токи, вызываемые термо-ЭДС, незначительны по своей величине.

Ещё одно интересное видео о термопарах смотрите ниже:

Классификация термопар, их свойства и сферы применения

В российском ГОСТе применяется трехбуквенное обозначение кириллицей групп термопар, в международной классификации (МЭК) приняты латинские однобуквенные обозначения.

В большинстве случаев группы термопар соответствуют обеим системам классификации.

В таблице даны обозначения по ГОСТу, в скобках приведены аналоги по МЭК:

В таблице приведены наиболее часто встречаемые в сети интернет термопары.

Также существуют другие виды термопар для редких условий работы. Как правило, это штучные приборы, разрабатываемые только под заказ.

Термопара принцип работы (простым языком) термоэлектрические датчики

Общие понятия и конструкция

Термопара ГОСТ Р 8.585-2001 представляет собой устройство для измерения температуры, которое состоит из двух разнородных проводников, контактирующих друг с другом в нескольких или одной точке, которые иногда соединяют компенсационные провода. В тот момент, когда на одном из таких участков изменяется температура, создается определенное напряжение. Термопары часто используются для контроля температур разнообразных сред, а также для конвертации температуры в энергию, в частности, в электрический ток.

Виды термопар

Коммерческий преобразователь стоит доступно, является полностью взаимозаменяемым, оснащен стандартными разъемами и может измерять широкий диапазон температур. В отличие от большинства других методов измерения градусов, термопары с автономным питанием не требуют внешнего способа возбуждения. Основным ограничением при работе термопар является точность; вполне возможны ошибки вплоть до одного градуса по Цельсию, что достаточно много для стандартного измерителя или контроллера.

Фото – Вид термопары

Основные параметры прибора зависят от материала. Любой узел из разнородных металлов будет производить электрический потенциал, относящийся к определенной температуре и образующий сопротивление. Термопары для практического измерения температуры созданы из конкретных сплавов, имеющих предсказуемую и повторяемую зависимость между температурой и напряжением. Различные сплавы используются для различных температурных диапазонов, если Вы хотите купить термопару, то предварительно обязательно проконсультируйтесь с продавцом-консультантом выбранной компании.

Существуют разные типы термопары, очень важно обращать внимание также на стойкость к коррозии. Если точка измерения находится далеко от измерительного прибора, промежуточное соединение может быть выполнено путем расширения проводов, которые являются менее дорогостоящими, чем материалы, используемые, чтобы сделать датчик. Приспособления обычно стандартизованы по отношению к эталонной температуре 0 градусов по Цельсию; производственные компании часто используют электронные методы компенсации холодного спая для корректировки изменения температуры на клеммах прибора. Электронные приборы могут также компенсировать прочие различные характеристики термопары, тем самым улучшить точность и достоверность измерений.

Фото – Термопара для котла

Применение термопары достаточно широкое: их используют в науке и промышленности; приспособлениями можно осуществлять измерение температуры для печей, газовой колонки, спая, газовых турбин выхлопных газов, дизельных двигателей и других промышленных процессов. Данные устройства термосопротивления также используются в частных домах, офисах и предприятий. Также они могут заменить термостаты в АОГВ и прочих газовых отопительных приборах.

Принцип действия термопары

Согласно правилу Зеебека, если проводник подвергается воздействию, его сопротивление и напряжение изменяется – это называется термоэлектрический эффект или эффект Зеебека. Любая попытка измерить это напряжение обязательно включает подключение другого проводника к «горячему» концу термопары. Этот дополнительный гибкий провод, потом также может стать градиентом температуры, а также разработать собственное напряжение, которое будет противостоять текущему. Величина этой разности напрямую зависит от металла, который используется при работе. Использование разнородных сплавов для замыкания цепи создает новую цепь, в которой два конца могут генерировать различные напряжения, в результате чего образуется небольшое различие в напряжении, доступные для измерения. Это различие увеличивается с ростом температуры и составляет от 1 до 70 микровольт на градус Цельсия (мкВ / ° C) для стандартных сочетаний металлов.

Фото – Принцип работы термопары

Напряжение не генерируется на стыке двух металлов термопары, а вдоль этой части длины двух разнородных металлов, подверженного градиента температуры. Поскольку обе длины разнородных металлов испытывают один и тот же температурный градиент, конечный результат является результатом измерения разности температур между термопарой и спаем. Пока контакт находится в постоянной температуре, это не имеет значения, каким образом узел изготовлен (это может быть пайка, точечная сварка, обжим и т.д.), однако это имеет решающее значение для точности. Если соединение выполнено недостаточно качественно, то получится более серьезная погрешность, чем градус. Особенно в высокой точности нуждается мультиметр с термопарой, разнообразные производственные датчики, контроллеры высоких температур для газовой печи и т.д.

Фото – Термопара арбат

Видео: Измерение температуры с помощью термопары

Типы термопары

В определенных условиях, легко создается термопара своими руками, но необходимо знать, какие бывают виды данных устройств, в частности, чем отличаются модели ТХА, ТХК, ТПП, ТВР, ТЖК, ТПР, ТСП. Они распределятся как:

1. Тип E

Сплав хромель – константан. Данное соединение имеет высокую производительность (68 мкВ / ° C), что делает его подходящим для криогенного использования. Кроме того, он является немагнитным. Диапазон температур составляет от -50 ° С до +740 ° С.

1. Тип J

Это железо – константан. Здесь область работы немного уже от -40 ° C до +750 ° C, но выше чувствительность – около 50 мкВ / ° С.

1. Тип K

Это термопары, которые создан из сплав хромель алюминий. Они являются наиболее распространенными устройствами общего назначения с чувствительностью около 41 мкВ / ° C. Эти приборы могут работать в пределах -200 ° С до 1350 ° C / -330 ° F до +2460 ° F.

Фото – термопары хромель-алюмель

Термопары тип K могут быть использованы включительно до 1260 ° С в неокисляющих или инертных атмосферах без появления быстрого старения. В незначительно окислительной среде (например, углекислом газе) между 800 ° C-1050 ° С, проволока из хромеля быстро разъедается и становится намагниченной, также это явление известное как «зелена гниль». Это вызывает большое и постоянное ухудшение работы регулятора.

1. Тип M

Класс термопар M (Ni / Mo 82% / 18% – Ni / Co 99,2% / 0,8%, по весу) используется в вакуумных печах. Максимальная температура составляет до 1400 ° С.

1. Тип N

Никросил-нисиловые термопары являются подходящими для использования между -270 ° C и 1300 ° C, вследствие его стабильности и стойкости к окислению. Чувствительность около 39 мкВ / °С.

1. Сплавы родия и платины

Платиновые термопары типа B, R, и S являются одними из самых стабильных термопар, но имеют более низкую термоЭДС, чем другие типы, всего около 10 мкВ / ° С. Класс B, R, и S обычно применяется только для измерения высоких температур из-за их высокой стоимости и низкой чувствительности.

1. Тип B, S, C

Обозначение B у термопары означает, что в её состав входят такие металлы, как Pt / Rh 70% / 30% – Pt / Rh 94% / 6%, подходят для использования в среде до 1800 ° C. Класс S применяются до 1600 градусов, в то время как C до 1500.

1. Сплавы рения и вольфрама

Эти термопары хорошо подходят для измерения очень высоких температур. Типичная область их применения – то автоматика промышленных процессов, производство водорода, вакуумные печи (особенно перед выходом обрабатываемого материала). Но ими нельзя работать в кислотных средах.

Монтаж термопары

Импортные термопары устанавливаются точно также, как и отечественные, замена производится своими руками, рассмотрим самый простой метод.

1. Открутите медную или свинцовую гайку подключения внутри резьбового соединения к газовой линии.
2. Под монтажным кронштейном на термопаре нужно отвинтить компенсационный винт, который держит трубку на место.
3. Вставьте новую термопару в отверстие кронштейна. Убедитесь, что система не подключена к газовому или электрическому снабжению.
4. Нажмите на гайку для резьбового соединения, где медный провод подключается к газовой линии. Убедитесь в том, соединение чистое и сухое.
5. Плотно закрепите соединение, но не перетягивайте, при необходимости установите керамический уплотнитель или защитные прокладки.

Нужно отметить, что контролер плиты должен быть вмонтирован не слишком сильно, но чтобы руками он не отсоединялся.

Фото – Термопара для печи

При установке медная и стальная труба подачи и отвода топлива или прочих веществ, направлены вниз – это очень важная зависимость.

Концевой выключатель расположен под автоматом контроля безопасности на печи, чуть ниже пленума. Если пленум становится слишком горячим, концевой выключатель отключает горелку. Он также отключает вентилятор, когда температура падает до определенного уровня, после того, как горелка выключается. Если вентилятор работает постоянно, либо контроль вентилятора на термостате был установлен в положение ВКЛ, то выключатель нуждается в корректировке. В первую очередь проверьте термостат. Если элемент был включен, то переведите его в автоматический режим, с предварительной установкой сигнала.

Любая лабораторная система контроля требует настройки. Градуировка или калибровка термопары также может осуществляться самостоятельно.

Для регулировки переключателя, снимите крышку элемента управления. Под ней находится зубчатый циферблат. Есть два указателя на стороне вентилятора. Указатели должны быть установлены около 25 градусов. Установите верхний указатель около 115 градусов по Фаренгейту, а нижний около 90 градусов. Если Вы почувствовали запах газа при выполнении этих работ или включения, нужно проверить утечку и уплотнители. Таким же способом можно заменить кабель и прочие детали системы.

Изготовление осуществляется на специальных заводах. Часто ремонт устройств можно осуществить непосредственно в дилерских центрах. Средняя стоимость термопары pt100 или овен (гильза с хромелем алюминия) составляет от 3 долларов до 6 в Москве. Перед покупкой обязательно проконсультируйтесь со специалистом, какое приспособление Вам необходимо, при потребности Вам будет предоставлена таблица предлагаемой продукции.

Классификация по типам

При желании возможно создать такой прибор даже самостоятельно. Однако следует все же знать некоторые особенности таких преобразователей, их различие по типу применяемых материалов. А классифицируются виды термопар так:

1. Тип E. Используется сплав хромель – константан. Эти датчики обладают высокой чувствительностью – до 68 мкВ/°C. Подходят для криогенного использования. Температуры, при которых возможно применение, колеблются от -50 °C до +740 °C.
2. Тип J. Здесь применяют состав железо – константан. Используются для условий в температурных диапазонах от -40 °C до +750 °C. Имеет повышенную производительность –50 мкВ / °С.
3. Термопары типа K выполняются на основе сплава хромеля и алюминия. Это, несомненно, самые популярные датчики широкого назначения. Обладают производительностью до 41 мкВ/°C. Применяются в температурных диапазонах от -200 °С до +1350 °C. В неокисляющих и инертных условиях датчики типа K используются до 1260 °C.
4. Тип M. Эти термопары применяются в основном в вакуумных печах. Используются при температурах до +1400 °C.
5. Регуляторы типа N — никросил-нисиловые. Они стабильны и стойки к окислению, имеют производительность 39 мкВ/ °C. Поэтому их используют при температурах от -270 °C до +1300 °C.
6. Устройства типов B, R и S выпускаются из сплава родия и платины. Класс B, R и S — датчики довольно дорогие и имеют низкую производительность: всего 10 мкВ/° C. Используются благодаря высокой надежности исключительно для измерения высоких температур.
7. Датчики на основе сплавов рения и вольфрама. В основном они работают в автоматике промышленных процессов, в производстве водорода и так далее. Не рекомендуется применять в кислотных средах.

Технические характеристики прибора

Примечательно, что термопарам не нужны никакие дополнительные источники питания. Они применяются для измерения температур достаточно большого диапазона: от -200 °C до +2000 °C. При этом они обладают меняющимися параметрами. Проблематично еще и то, что надо учитывать влияние температуры свободных концов на заключительные результаты измерений. Помимо этого, низкое выходное напряжение требует достаточно точных усилителей.

Ярким примером использования приборов, созданных по принципу термопар, служат компактные цифровые термометры. В настоящее время — это основной и, пожалуй, самый массовый прибор для осуществления статических и динамических измерений.

Выходным сигналом термопары является постоянное напряжение. Он достаточно просто преобразуется в цифровой код. А затем его можно измерить с помощью простейших приборов. Для этих целей можно взять, к примеру, малогабаритный цифровой мультиметр.

Измерительные приборы на основе термопар отличает высокая точность и чувствительность, а также правильность характеристик преобразования. Обычно напряжение на выходе колеблется от 0 до 50 мВ, а типичная производительность — от 10 до 50 мкВ/°C. Все зависит от используемых в датчике материалов.

Основной принцип работы

В основу принципа работы термопары положен термоэлектрический эффект, называемый иначе эффект Зеебека. Он гласит, что когда проводник подвергается воздействию, соответственно изменяется его сопротивление и напряжение.

Принцип действия термопары состоит в том, что если соединить последовательно два разнородных металлических проводника, то при этом образуется замкнутая электрическая цепь. Если затем нагреть это соединение, то в цепи возникнет электродвижущая сила (термо-ЭДС). Под ее воздействием в замкнутой цепи и возникает электрический ток.

Место нагрева, как правило, называют горячим спаем, соответственно холодный спай не нагревается. Значение термо-ЭДС измеряется путем подключения в разрыв электрической цепи гальванометра или микровольтметра. То есть она напрямую зависит от разности температур между холодным и горячим спаем.

Вследствие нагревания места соединения проводников термопары между свободными концами образуется разность потенциалов. Она легко преобразовывается в цифровой код. Возникает возможность определения температуры нагрева на месте соединения проводников.

Для точности проведения измерений холодный спай должен всегда иметь неизменную температуру. Поскольку этого довольно сложно добиться, применяются компенсационные схемы.

Достоинства и недостатки

Термопары обладают многими достоинствами в сравнении с аналогичными термоэлектрическими датчиками температуры. К плюсам, например, относят:

• простая конструкция;
• прочность;
• надёжность;
• универсальность;
• низкая стоимость;
• можно пользоваться в самых разных условиях;
• можно измерять самые разные температуры;
• точность произведенных измерений.

Однако, как и любой другой прибор, эти датчики имеют свои недостатки:

• довольно низкое напряжение на выходе;
• нелинейность.

Измерение температур с использованием термопар, изобретенное еще в XIX веке, достаточно широко применяется в современном производстве. Кроме того, существуют такие сферы деятельности, где применение этих датчиков становится порой единственным возможным способом получения необходимых измерений.

Практически каждое отопительное оборудование требует применения дополнительных элементов, предостерегающих систему от перегрева. Одним из таких контролеров считается термопара. Принцип ее работы заключается в регулярном измерении температурного режима для поддержания заданного значения.

Общие характеристики

Согласно Номинальных статических характеристик преобразования ГОСТ Р8.585-2001 термопара – устройство, состоящее из 2-х разнородных контактирующих друг с другом проводников, предназначенное для измерения температуры. При изменении температурного режима на одном участке создается напряжение, вследствие чего происходит конвертация температуры в электроток.

Термопары

Конструкция элемента устроена из двух разнотипных проводников, которые соединяются друг с другом в одном узле. Существует три типа соединений:

• спайка;
• ручная скрутка;
• сварка.

Зачастую в виде проводящих электроэнергию элементов применяется металлический проводник, однако встречаются случаи, когда вместо него используют полупроводниковые устройства.

Параметры устройства определяет материал, из которого изготовлены проводники. Понятно, что любой металл образует сопротивление, значит будет производить электроток. Но для корректной работы термопары используются определенные сплавы, которые выдают прогнозируемые вводные и точно с минимальной погрешностью определяют зависимость между температурой и сопротивлением. Для определенного диапазона должен использовать определенный материл.

Говоря простым языком, термопара, в зависимости от материалов, из которых состоят проводники, позволяет определять температурный режим в разнообразных диапазонах значений. В целом, термопара определяет температуру ориентировочно от -250°С до +2 000°С.

ВИДЕО: Измерение температуры с помощью термопары

Принцип действия термопары

Вне зависимости от имени производителя, работа всех термопар основывается на термоэлектрической схеме, разработанной в 1821 году известным физиком Т.И. Зеебеком. Принцип действия термопары заключается в поочередном соединении двух разновидных переходника в одно замкнутое кольцо. Первый узел предназначен для нагрева, в результате чего, по кольцу образовывается электрический движущий заряд, который называется – термо-ЭДС. Под влиянием ЭДС-силы, по цепочке протекает электрически ток.

Схематическая работа устройства

Сама область нагрева называется узлом нагревательного предназначения, второй конец обозначается как холодный спай.

Чтобы измерить значение микро или милливольт электрической движущей силы, следует разъединить кольцо и соединить его при помощи микровольтметра. Количество милливольт полностью зависит от интенсивности нагрева соединений и температурного режима холодного узла. Принцип работы простым языком базируется на разности значений температуры двух соединительных спаев, между холодным и горячим обозначением.

Получается, что если область спая двух разных проводов нагреть, то в зоне несоединенных концов образуется разносторонний потенциал, измеряемый специальным инструментом. Преобразователи, разработанные по инновационным технологиям, возникшую разность электрической силы переводят в цифровые символы, обозначающие температурный режим нагрева соединенных узлами частей.

Конструкция устройства

Устройство производится разных форм и размеров. Подразделяется по конструктивному производству на два основных типа:

• термопары, не имеющие корпуса;
• с кожухом, служащим в качестве защиты.

В первом случае устройство в месте соединения не имеет закрытого корпуса, выполняющего защитную функцию от разнообразных воздействий внешней окружающей среды. Данный вид обеспечивает быстрое определение инертности и температурного режима, не затрачивая на процесс много времени.

Термопара для котельного оборудования

Второй тип производится подобно зонду, который выполнен из металлической трубы с хорошей внутренней изоляцией, способной противостоять высоким температурным показателям. Изнутри термопар оснащен термоэлектрической системой. Конструкция с защитным корпусом не поддается воздействиям агрессивной среды.

Разновидности термопары

Принцип работы термопара достаточно прост и понятен, однако, прежде чем создать устройство своими руками, следует знать, чем отличаются такие модификации как ТХА,TKX, ТПП, ТСП, ТПР и ТВР, а также, по каким критериям и группам они распределяются.

• Группа Е – состоит из комбинированного материала — хромель-константан. Соединительный спай обладает повышенной производительностью – более 69 мкВ/оС, подходящей для криогенного применения. Помимо всего, система не имеет магнитные свойства, а температурный режим варьируется от – 50°С до + 740°С.
• Группа J – термоэлектроны производятся из положительного железа и отрицательного типа константаны. Разбег функционирования данной серии термопара меньше, чем в прошлой группе -40°С — + 750°С, однако показатель чувствительности более высокий – 50 мкВ/°С.
• Группа К – самый распространенный тип устройств, состоящий из комбинации материалов – алюминий и хромель. Производительность системы равняется 40 мкВ/°С, функционирование происходит в пределах температурных показателей от – 200°С до 1 350°С. Следует помнить, что даже при низком уровне окисления в диапазоне температуры 800-1050°С, элемент из хромеля отсоединяется и приобретает намагниченное состояние, что называется «зеленая гниль». Данный фактор отрицательно сказывается на функционировании регулятора.
• Группа М – применяется в комплектациях печей вакуумного вида. Рабочие силы варьируются от -260 до + 1400°С с максимальной погрешностью в 2 градуса.

Принцип работы термопары

• Группа N – устройство выпускается для использования в устройствах обладающих температурными обозначениями – 270 и 1300°С, что является гарантией хорошей работоспособности и устойчивости перед окислительными процессами. Чувствительность не превышает 40 мкВ/°С.
• Группы В, S, R отличаются стабильной работой с более пониженным ЭДС – 10мкВ/°С. Из-за плохой чувствительности, используется исключительно для определения повышенных температур.
• Группы В, С, S – первый символ обозначает модификацию, подходящую для измерения температуры до 1 800оС, S – 1 600°С, С – до 1 500.
• Рениево-вольфрамовые термопары применяются для измерения высоких температур 25 000°С и менее. Также устройство предназначено для устранения окислительной атмосферы, разрушающей материал.

Термопары хромель-алюмель

Монтаж

Принципиальной разницы между установкой российского или европейского оборудования нет – схема везде одинакова. Мы опишем самый простой способ.

1. Откручиваете гайку внутри резьбового соединения к газопроводу.
2. На самой термопаре откручиваете компенсационный винт.
3. В отверстие монтажного кронштейна вставляете термопару.
4. Протрите место соединения ветошью резьбовое соединение и гайку.
5. Закрутите соединение до упора, но не затягивайте слишком сильно. Если есть необходимость, можно использовать прокладку.

Контролер газовой плиты должен быть соединен максимально плотно, но чтобы его можно было снять по мере надобности.

Термопара для печи

Обратите внимание на то, чтобы обе трубы были направлены строго вниз.

Теперь разбираемся, как работает. Концевой выключатель всегда расположен на несколько сантиметров ниже пленума под автоматом контроля безопасности плиты. Когда пленум нагревается до предела, выключатель дает сигнал на отключение горелки и сразу же срабатывает вентилятор. В этот момент происходит резкое снижение температуры.

На некоторых устройствах вентилятор не останавливается. Причиной этого может быть выключенный контроль вентилятора (посмотрите на рычаг, он должен быть на отметке «вкл») либо выход из строя термостата. Как вариант, может быть установлен ручной режим вместо автоматического.

После установки устройства необходимо проверить правильность работы. И если настройка происходит в лабораторных условиях, то калибровать термопару можно и собственноручно.

Для этого снимаете крышку блока управления и смотрите на циферблат. Со стороны вентилятора есть 2 датчика, которые изначально настроены на 25°F. Вам нужно выставить верхний на 115°F, нижний – не меньше 90°F.

Если во время градуировки или калибровки отчетливо слышен запах газа, необходимо проверить уплотнители или вызвать службы газа на предмет выявления утечки.

Преимущества и недостатки применения измерителя

Температурный датчик, невзирая на простоту в устройстве, обладает как преимуществами, так и недостатками.

Плюсы:

• Широкий диапазон температурных режимов, делающих устройство самым устойчивым контактным датчиком перед высокими показателями.
• В результате нарушения целостности спая можно полностью заменить узел или создать прямой контакт непосредственно через измеряемые системы.
• Простота устройства, прочность и большой эксплуатационный срок.

Термопара «Арбат»

Минусы:

• При установке температурного датчика необходимо регулярно контролировать изменения напряжения холодных спаев. Для облегчения задачи требуется приобрести дополнительный термистор. Также можно заменить устаревший прибор полупроводниковым сенсором, способным автоматически вносить изменения в ТЭДС.
• Подверженность к поражению коррозией, в результате чего происходит термоэлектрическая недостаточность и нарушение градуировочных характеристик.
• Электроды состоят из материалов, которые не считаются химически инертным, поэтому при нарушении герметичности корпуса система становится подверженной агрессивным процессам окружающей среды.
• Длинные термопарные провода образовывают электромагнитное поле.
• Возникают сложности в процессе создания вторичного преобразователя сигналов из-за несущественного взаимодействия ТЭДС и температурных режимов.
• Для стабильной работы с термической инерцией, обязательным условием термопара считается обеспечение качественной электроизоляцией, заземление функционирующих спаев, предостерегающих от возникновения утечки в землю.

ВИДЕО: Сравнение термосопротивления и термопары. Основы измерения температуры от Emerson

Назначение

Термоэлектрический преобразователь, или термопара, является приспособлением, используемым для контроля температуры на промышленных предприятиях, в процессе научных исследований, при эксплуатации автоматики и в медицинских учреждениях.

Физическая величина, численно определяющая размер энергии тела, получаемой за счет движения молекул веществ, в зависимости от теплоты, называется температурой. Поскольку непосредственно температуру вещества измерить невозможно, то ее величину определяют, благодаря трансформации иных физических параметров вещества. В качестве таких физических параметров могут выступать давление, электрическое сопротивление, объем, интенсивность излучения, температурная электродвижущая сила, коэффициент расширения вещества и ряд других.

Существует два способа контроля температуры:

• При непосредственном контакте с объектом с помощью термопар;
• При отсутствии непосредственного контакта с объектом – пирометрия либо термометрия излучения используется при необходимости измерения очень больших температур.

Особенностью работы термопары является наличие термоэлектрического эффекта, или эффекта Зеебека, названного в честь ученого, открывшего данное явление в 19 веке. Сущностью такого эффекта является наличие контактной разности потенциалов между разнородными проводниками. Соответственно, принцип работы термопары заключается в следующем.

При скрутке двух концов разнородных проводников или сплавов таким способом, чтобы они представляли собой закольцованную электрическую цепь, и если далее поддерживать противоположные окончания проводов при разной температуре, то в данной цепи сформируется термоэлектродвижущая сила, величина которой будет пропорциональна разности температур между скрутками проводников. Соответственно, цепь, состоящая из двух разнородных проводников либо сплавов, является термопарой, или термоэлементом.

Эффект термоэлектричества

Величина тока работающих термопар зависит от:

1. Материала проводников;
2. Разности температур на противоположных спайках.

Проводник термоэлектрического преобразователя, по которому электрический ток направлен от горячей спайки к холодной, является положительным, при обратном направлении электрического тока термоэлектрод является отрицательным. Маркировка термопары осуществляется в следующем порядке:

1. Принадлежность самого устройства;
2. Материал положительного проводника;
3. Материал отрицательного проводника.

Разновидности и конструктивные особенности

Виды термопар

Термопары ввиду своих структурных особенностей подразделяются на такие виды:

1. По специфике применения:

• Наружное;
• Погружаемое.

1. По особенностям предохраняющего кожуха:

• без кожуха;
• со стальным кожухом – устройство эксплуатируется для контроля температур до 600оС;
• со стальным кожухом из специфического сплава – устройство необходимо для измерения температур до 1100оС;
• с кожухом из фарфора – устройство применяется для контроля температур до 1300оС;
• со стальным кожухом из тугоплавких сплавов – устройство эксплуатируется при температурах более 2000оС.

1. По методу фиксации термопреобразователей:

• С неподвижным чувствительным элементом;
• С подвижным чувствительным элементом;
• С подвижным креплением.

1. По герметичности клемм:

• С простой верхушкой;
• С водонепроницаемой верхушкой;
• Без колпачка, со специфической герметизацией выводных клемм.

1. По изолированности:

• Изолированные от влияния активных или неагрессивных сред;
• Не изолированные.

1. По герметизации от большого давления:

• Не герметичные;
• Герметичные.

1. По стойкости к механическому влиянию:

• Устойчивые к вибрации;
• Ударостойкие;
• Простые.

1. По количеству контролируемых зон:

• Рассчитанные на одну зону;
• Рассчитанные на несколько зон.

1. По скорости реакции на изменение температуры:

• С высокой инерционностью. Скорость реагирования составляет до 210 секунд;
• С посредственной собственной инерцией. Скорость реакции составляет до 60 секунд;
• С малой инерционностью. Скорость реакции составляет до 40 секунд;
• С ненормированной скоростью реакции.

1. По длине функционирующей части:

• Длиной от 120 мм до 1580 мм. Находят свое применение в однозонных термопарах;
• Длиной до 20000 мм. Используются в многозонных термопарах.

К конструктивным особенностям термопар относятся:

1. Рабочий спай двух проводников в основном образовывается путем электродуговой сварки предварительно скрученных термоэлектродов. Одним из способов соединения является пайка, однако подключение термопары вольфрам-рениевой или вольфрам-молибденовой обходится обычным скручиванием без дополнительной сварки;
2. Проводники соединяются только в активной части. Остальная часть проводов строго изолируется;
3. Изоляционным материалом может быть любой источник, вплоть до воздуха, однако температура измеряемой среды должна быть ниже 120оС. При температурах вещества до 1300оС применяются фарфоровые изоляторы. Поскольку при t> 2000оС фарфор теряет свои физические свойства и размягчается, то применяются трубки из окиси алюминия, магния, бериллия, тория, циркония;
4. Для предотвращения механического влияния на термопару ее помещают в предохранительную трубку-кожух с герметизированным концом. Этот кожух должен обеспечивать изоляцию от внешней среды, предотвращать механические натяжения и обеспечивать хорошую теплопроводность. Выдерживание предельной температуры термопары в течение длительного времени и стойкость к активной среде контролируемого вещества являются основополагающими требованиями к трубке-кожуху.

Типы термопар и их характеристики

Термопара хромель-алюмель (ТХА)

Термопара хромель-алюмель ТП6

Термоэлектрический преобразователь хромель-алюмель предназначен для эксплуатации в агрессивных и благородных средах, а также допускается использовать в сухом водороде и вакууме, однако на короткое время. Отличительной особенностью ТХА является максимальная устойчивость к облучению внутри ядерного реактора. К недостаткам устройства относятся сравнительно высокая восприимчивость к механическим воздействиям и непостоянство температурной электродвижущей силы. Такие типы термопар применимы для измерения температуры вещества от -200оС до 1100оС и эксплуатируются в основном в сталеварных печах, энергосиловой аппаратуре, отопительных приборах и научной работе.

В качестве положительного электрода выступает проводник никелевого сплава хромель НХ9,5, а роль отрицательного электрода занимает проволока никелевого сплава алюмель НМцАК2-2-1.

Термопара хромель-копель (ТХК)

Термопара хромель-копель ТХК 1199

Основными областями по применению термопар хромель-копель являются промышленные, производственные предприятия и сфера научных исследований. Наряду с остальными термопарами, устройство работает в основном для длительных измерений температуры до 600оС, хотя граничные пределы по температуре составляют от -253оС до 1100оС. Имеется максимальная восприимчивость из всех выпускаемых термопар, также присутствует паразитная большая восприимчивость к механическому воздействию на термодатчик. В качестве проводника для позитивного щупа используется никелевый сплав хромель НХ9,5, проволокой же для негативного щупа является медно-никелевый сплав копель МНМц43-0,5.

Термопара железо-константан (ТЖК)

Термопара железо-константан

Термоэлемент ЖК нашел применение в научных испытаниях и производственных предприятиях в агрессивных, благородных, восстановительных веществах и вакууме при -203оС<t<1100оС. Кроме высокой восприимчивости, к достоинствам ТЖК относится низкая себестоимость. Большая восприимчивость к механическому воздействию на электроды и маленькая коррозийная устойчивость металлического щупа являются негативными сторонами ТЖК. Сырьем для позитивного электрода термопары является малоуглеродистая сталь, отрицательный электрод состоит из медно-никелевого сплава константан МНМц40-1,5.

Термопара вольфрам-рений (ТВР)

Термопара вольфрам-рений

В производстве керамики, тугоплавких металлов, твердых сплавов, разливке стали, контроле температуры газовых потоков, низкотемпературной плазмы применяется термопара вольфрам-рений. Эти типы термопар считаются наилучшими термопарами в промышленности с рабочей t>1800оС. Веществами, с которыми эксплуатируется термопара, являются сухой водород, азот, гелий, аргон и вакуум при температуре 1300оС<t<3000оС.

К достоинствам прибора ВР относятся:

• Наилучшая механическая устойчивость при высоких температурах;
• Стабильная работа при знакочередующихся нагрузках;
• Устойчивость к многократным и стремительным теплосменам.
• Простота в производстве и не восприимчивость к загрязнениям.

Отрицательными свойствами являются недостаточная воспроизводимость температурной электродвижущей силы, нестабильность работы при облучении.

Материалами позитивного и негативного проводников, соответственно, являются:

1. ВР5 и ВР20;
2. ВАР5 и ВР20;
3. ВР10 и ВР20.

Термопара вольфрам-молибден (ТВМ)

Будучи очень дешевыми термопарами, эти типы термопар массово эксплуатируются для

измерения температуры в благородных средах, водороде, вакууме, при 1400оС<t<1800оС. К дополнительным преимуществам относятся большая механическая устойчивость и отсутствие суровых правил к химической чистоте от момента производства до установки и работы. Недостатками являются хрупкость элемента при больших температурах, низкое значение электродвижущей силы и восприимчивости, смена полюсов при t>1400оС.

Позитивные и негативные электроды изготавливаются из вольфрамовой и молибденовой проволоки, которые являются металлами технической чистоты.

Термопара платинородий-платина (ТПП)

Термопара платинородий-платина

Функциональность ТПП характеризуется максимальной достоверностью и устойчивостью, потому широко применяется в научных опытах и технике. Также за счет своих физических особенностей ТПП стала эталоном температурной шкалы МПТШ-68. Комфортный температурный диапазон – до 1600оС. Слабой стороной ТПП является повышенная восприимчивость к загрязнениям, очень высокая цена, нестабильная работа при облучении. В качестве материалов щупов выступают сплавы платинородия ПР10 или ПР13 для позитивного щупа и платина для негативного щупа.

Термопара платинородий-платинородий (ТПР)

Эти типы термопар, прежде всего, эксплуатируются при производстве цемента, стали и стекла, огнеупоров, ввиду возможности длительное время контролировать температуру более 1400оС. Помимо возможности применения в вакуумной среде, к дополнительным преимуществам ТПР относятся сравнительно большая устойчивость при очень больших температурах, лучшая механическая прочность, практически отсутствие хрупкости и минимальная восприимчивость к загрязнению. Проводник электропозитивного щупа изготовлен из платинородия ПР30, негативный щуп выполнен на платинородия ПР6.

Изложенный материал объясняет, что такое термопара, их разнообразие, специфические особенности и сферы использования. Становится понятен физический смысл и порядок определения температуры в той или иной среде.

Как подключить термопару

Термопарами широко пользуются для измерения температуры на различных объектах и автоматизированных системах контроля и управления. Использование для измерения температуры термопарами является популярным благодаря своей простоте и конструкционной надежности датчика. Термопары (термоэлектрические преобразователи) можно использовать при больших температурных диапазонах, кроме того, они являются очень дешевыми.

В общем, у них множество плюсов. Какие способы есть для подключения термопары и измерения температуры нужного объекта?

Вы можете воспользоваться для подключения термопар к приборам специальными термоэлектродными (компенсационными) проводами. Для их изготовления надо использовать те же материалы, что использовались при изготовлении самой термопары. Вы можете также пользоваться металлическими проводами, имеющими термоэлектрические характеристики, которые являются аналогичными свойствам электродов на самой термопаре. Вы должны соблюдать полярность в процессе соединения компенсационных проводов с ней.

Позаботьтесь об экранировании линии связи прибора и датчика. Благодаря этому вы избежите пагубного воздействия помех на измерительные элементы термопары. Пользуйтесь как экраном заземленной стальной трубой. Если вы не будете соблюдать данное условие, то в процессе измерения могут возникнуть значительные погрешности.

Для измерения температуры, которую имеет компьютерный процессор, вам надо просверлить радиатор по центру, затем произвести установку датчика именно в это место. При этом вам надо прижать датчика используя любые подручные средства. Вы можете использовать клей для его закрепления, но при использовании этого варианта у вас могут возникнуть некоторые сложности. Кроме вы будете испытывать сложности с теплопроводностью самого радиатора, поэтому этим методом необходимо пользоваться только в крайнем случае.

Произведите подключение электронной измерительной системы или измерительного прибора на концы термоэлектродов или в месте разрыва одного из них. Термопарой и измерительным электрическим прибором будет образован термоэлектрический термометр. В тех местах, где подключаются проводники термопары, начнет появляться термоЭДС. Оно оказывает воздействие на вход в измерительную систему, при этом сумма сигналов начинает поступать из рабочей термопары, а также «термопар», возникших в местах их подключения.

Для того чтобы не допустить этого эффекта, вам надо стараться постоянно думать о поддержании температуры в холодном спае. Эта температура должна измеряться с помощью другого датчика, затем величина термоЭДС должна быть отнята от сигнала от термопары.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия Термопара

, подключенная к мультиметру, отображающая комнатную температуру в ° C

Термопара , сокращенно TC, представляет собой устройство, которое преобразует тепло непосредственно в электричество. Термопара также может работать в обратном направлении — используя электрический ток для преобразования в тепло, а также в холод.

Представьте, что на одном конце соединены два провода из разных металлов. Если место соединения двух проводов нагревается, через провод будет протекать электричество.

Электроны при нагревании начнут самостоятельно пересекать переход. Из-за различных свойств разных металлов электроны будут терять потенциальную энергию и приобретать кинетическую энергию, как мяч, катящийся по холму в более низкую область. Хотя напряжение, создаваемое термопарой, очень мало (в диапазоне милливольт), многие термопары можно соединить вместе, чтобы получить большее напряжение. Это называется термобатареей.

Термопары не только вырабатывают электроэнергию из тепла.Они также могут вырабатывать тепло от электричества и даже холод от электричества, как холодильник. Если два разных провода подключены к обоим концам, и какой-то источник напряжения пропускает ток через петлю, одно соединение станет горячим, а другое — холодным. Электроны в горячем спайе приобретают кинетическую энергию по мере того, как пересекают переход. Вот почему они нагревают металл. Электроны в холодном спаде теряют кинетическую энергию, когда пересекают переход. Вот почему они делают стык холодным.

Интересно, что трудно точно измерить напряжение, которое создает термопара, когда к ее спайу прикладывается тепло. Это связано с тем, что любые провода вольтметра, которые подключены к термопаре, вероятно, будут сделаны из другого материала, чем провода термопары. Это означает, что соединение между вольтметром и термопарой само по себе является другой термопарой. Инженеры, разрабатывающие микрочипы, сталкиваются с проблемой, заключающейся в том, что практически каждое электрическое соединение на микрочипе представляет собой термопару, хотят они этого или нет.

Газовые обогреватели с запальным пламенем — один из самых известных примеров использования термопар. Термопары уложены друг на друга, образуя термобатарею, которая может генерировать достаточно напряжения из тепла пилотного пламени, чтобы держать газовый клапан открытым, который, в свою очередь, подает газ для пилотного пламени. Если газ заканчивается, пламя гаснет и напряжение на термобатареи падает, что приводит к закрытию электрического газового клапана. Многие космические зонды получают электроэнергию от термопары в радиоизотопном термоэлектрическом генераторе.

Термопары также используются и в других целях. Например, они контролируют температуру в кондиционерах и холодильниках, а также процессоры в компьютерах, которые могут быть повреждены из-за перегрева.

Существуют сотни термопар, но только восемь из них стандартизированы на международном уровне.
Тип E (хромель-константан), тип J (железо-константан), тип N (никросил-нисил), тип T (медь-константан) и тип K (хромель-алюмель) являются неблагородными металлами. В термопарах
типов B, R и S используется платина или платина-родий.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Термопара , сокращенно TC, — это устройство, которое преобразует тепло непосредственно в электричество. Термопара также может работать в обратном направлении — используя электрический ток для преобразования в тепло, а также в холод.
Термопара

подключена к мультиметру, отображающему комнатную температуру в ° C

Как работают термопары? Редактировать

Представьте, что два провода из разных металлов соединены на одном конце.Если место соединения двух проводов нагревается, через провод будет протекать электричество.

Электроны при нагревании начнут самостоятельно пересекать переход. Из-за различных свойств разных металлов электроны будут терять потенциальную энергию и приобретать кинетическую энергию, как мяч, катящийся по холму в более низкую область. Хотя напряжение, создаваемое термопарой, очень мало (в диапазоне милливольт), многие термопары можно соединить вместе, чтобы получить большее напряжение.Это называется термобатареей.

Термопары не только вырабатывают электроэнергию из тепла. Они также могут вырабатывать тепло от электричества и даже холод от электричества, как холодильник. Если два разных провода подключены к обоим концам, и какой-то источник напряжения пропускает ток через петлю, одно соединение станет горячим, а другое — холодным. Электроны в горячем спайе приобретают кинетическую энергию по мере того, как пересекают переход. Вот почему они нагревают металл.Электроны в холодном спаде теряют кинетическую энергию, когда пересекают переход. Вот почему они делают стык холодным.

Интересно, что трудно точно измерить напряжение, которое создает термопара, когда к ее спайу прикладывается тепло. Это связано с тем, что любые провода вольтметра, которые подключены к термопаре, вероятно, будут сделаны из другого материала, чем провода термопары. Это означает, что соединение между вольтметром и термопарой само по себе является другой термопарой.Инженеры, разрабатывающие микрочипы, сталкиваются с проблемой, заключающейся в том, что практически каждое электрическое соединение на микрочипе представляет собой термопару, хотят они этого или нет.

Использование термопарыEdit

Газовые обогреватели с запальным пламенем — один из самых известных примеров использования термопар. Термопары уложены друг на друга, образуя термобатарею, которая может генерировать достаточно напряжения из тепла пилотного пламени, чтобы держать газовый клапан открытым, который, в свою очередь, подает газ для пилотного пламени.Если газ заканчивается, пламя гаснет и напряжение на термобатареи падает, что приводит к закрытию электрического газового клапана. Многие космические зонды получают электроэнергию от термопары в радиоизотопном термоэлектрическом генераторе.

Термопары также используются и в других целях. Например, они контролируют температуру в кондиционерах и холодильниках, а также процессоры в компьютерах, которые могут быть повреждены из-за перегрева.

Некоторые виды термопарEdit

Существуют сотни термопар, но только восемь из них стандартизированы на международном уровне.
Тип E (хромель-константан), тип J (железо-константан), тип N (никросил-нисил), тип T (медь-константан) и тип K (хромель-алюмель) являются неблагородными металлами. В термопарах
типов B, R и S используется платина или платина-родий.

Как выбрать термопару

text.skipToContent
text.skipToNavigation

переключить

• Услуги

  • Конфигурируемые

    • Конфигурируемые

    • Датчик термопары

      • Датчик термопары

    • Датчики RTD

      • Датчики RTD

    • Датчики давления

      • Датчики давления

    • Термисторы

      • Термисторы

  • Калибровка

    • Калибровка

    • Инфракрасная температура

      • Инфракрасная температура

    • Относительная влажность

      • Относительная влажность

    • Давление

      • Давление

    • Сила / деформация

      • Сила / деформация

    • Расход

      • Расход

    • Температура

      • Температура

  • Обслуживание клиентов

    • Служба поддержки клиентов

  • Индивидуальное проектирование

    • Индивидуальное проектирование

  • Заказ по номеру детали

    • Для заказа по номеру детали

• Ресурсы

Чат

Чат

Тележка

• • Услуги

    • Услуги

    • Конфигурируемые

      • Конфигурируемые

      • Датчик термопары

      • Датчики RTD

      • Датчики давления

      • Термисторы

    • Калибровка

      • Калибровка

      • Инфракрасная температура

      • Относительная влажность

      • Давление

      • Сила / деформация

      • Расход

      • Температура

    • Обслуживание клиентов

      • Служба поддержки клиентов

    • Индивидуальное проектирование

      • Индивидуальное проектирование

    • Заказ по номеру детали

      • Для заказа по номеру детали

  • Ресурсы

    • Ресурсы

  • Справка

    • Справка

  • Измерение температуры

    • Измерение температуры

    • Датчики температуры

      • Датчики температуры

      • Зонды датчика воздуха

      • Ручные зонды

      • Зонды с промышленными головками

      • Зонды со встроенными разъемами

      • Зонды с выводами

      • Профильные зонды

      • Санитарные зонды

      • Зонды с вакуумным фланцем

      • Реле температуры

    • Калибраторы температуры

      • Калибраторы температуры

      • Калибраторы Blackbody

      • Калибраторы сухих блоков и ванн

      • Ручные калибраторы

      • Калибраторы точки льда

      • Тестеры точки плавления

    • Инструменты для измерения температуры и кабеля

      • Инструменты для измерения температуры и кабеля

      • Обжимные инструменты

      • Сварщики

      • Инструмент для зачистки проводов

    • Термометры с циферблатом и стержнем

      • Термометры с циферблатом и стержнем

      • Термометры циферблатные

      • Цифровые термометры

      • Термометры Жидкость в Стекле

    • Температура провода и кабеля

      • Температура провода и кабеля

      • Удлинительные провода и кабели

      • Монтажные провода

      • Кабель с минеральной изоляцией

      • Провода для термопар

      • Нагревательный провод и кабели

    • Бесконтактное измерение температуры

      • Бесконтактное измерение температуры

      • Фиксированные инфракрасные датчики температуры

      • Портативные инфракрасные промышленные термометры

      • Измерение температуры человека

      • Тепловизор

    • Этикетки, лаки и маркеры температуры

      • Этикетки, лаки и маркеры температуры

      • Необратимые температурные этикетки

      • Реверсивные температурные этикетки

      • Температурные маркеры и лаки

    • Защитные гильзы, защитные трубки и головки

      • Защитные гильзы, защитные трубки и головки

      • Защитные головки и трубки

      • Защитные гильзы

    • Чувствительные элементы температуры

      • Элементы датчика температуры

    • Датчики температуры поверхности

      • Датчики температуры поверхности

    • Проволочные датчики температуры

      • Проволочные датчики температуры

    • Температурные разъемы, панели и блоки в сборе

      • Температурные соединители, панели и блоки в сборе

      • Проходы

      • Панельные соединители и узлы

      • Разъемы температуры

      • Клеммные колодки и наконечники

    • Регистраторы данных температуры и влажности

      • Регистраторы данных температуры и влажности

    • Измерители температуры, влажности и точки росы

      • Измерители температуры, влажности и точки росы

  • Контроль и мониторинг

    • Контроль и мониторинг

    • Движение и положение

      • Движение и положение

      • Двигатели переменного и постоянного тока

      • Акселерометры

      • Датчики смещения

      • Захваты

      • Датчики приближения

      • Поворотные смещения и энкодеры

      • Регуляторы скорости

      • Датчики скорости

      • Шаговые приводы

      • Шаговые двигатели

    • Сигнализация

      • Сигнализация

    • Счетчики

      • Метры

      • Счетчики и расходомеры

      • Многоканальные счетчики

      • Счетчики процесса

      • Специальные счетчики

      • Тензометры

      • Измерители температуры

      • Таймеры

Как откалибровать термопары? Общие методы

текст.перейти к содержанию
text.skipToNavigation

переключить

• Услуги

  • Конфигурируемые

    • Конфигурируемые

    • Датчик термопары

      • Датчик термопары

    • Датчики RTD

      • Датчики RTD

    • Датчики давления

      • Датчики давления

    • Термисторы

      • Термисторы

  • Калибровка

    • Калибровка

    • Инфракрасная температура

      • Инфракрасная температура

    • Относительная влажность

      • Относительная влажность

    • Давление

      • Давление

    • Сила / деформация

      • Сила / деформация

    • Расход

      • Расход

    • Температура

      • Температура

  • Обслуживание клиентов

    • Служба поддержки клиентов

  • Индивидуальное проектирование

    • Индивидуальное проектирование

  • Заказ по номеру детали

    • Для заказа по номеру детали

• Ресурсы

Чат

Чат

Тележка

• • Услуги

    • Услуги

    • Конфигурируемые

      • Конфигурируемые

      • Датчик термопары

      • Датчики RTD

      • Датчики давления

      • Термисторы

    • Калибровка

      • Калибровка

      • Инфракрасная температура

      • Относительная влажность

      • Давление

      • Сила / деформация

      • Расход

      • Температура

    • Обслуживание клиентов

      • Служба поддержки клиентов

    • Индивидуальное проектирование

      • Индивидуальное проектирование

    • Заказ по номеру детали

      • Для заказа по номеру детали

  • Ресурсы

    • Ресурсы

  • Справка

    • Справка

  • Измерение температуры

    • Измерение температуры

    • Датчики температуры

      • Датчики температуры

      • Зонды датчика воздуха

      • Ручные зонды

      • Зонды с промышленными головками

      • Зонды со встроенными разъемами

      • Зонды с выводами

      • Профильные зонды

      • Санитарные зонды

      • Зонды с вакуумным фланцем

      • Реле температуры

    • Калибраторы температуры

      • Калибраторы температуры

      • Калибраторы Blackbody

      • Калибраторы сухих блоков и ванн

      • Ручные калибраторы

      • Калибраторы точки льда

      • Тестеры точки плавления

    • Инструменты для измерения температуры и кабеля

      • Инструменты для измерения температуры и кабеля

      • Обжимные инструменты

      • Сварщики

      • Инструмент для зачистки проводов

    • Термометры с циферблатом и стержнем

      • Термометры с циферблатом и стержнем

      • Термометры циферблатные

      • Цифровые термометры

      • Термометры Жидкость в Стекле

    • Температура провода и кабеля

      • Температура провода и кабеля

      • Удлинительные провода и кабели

      • Монтажные провода

      • Кабель с минеральной изоляцией

      • Провода для термопар

      • Нагревательный провод и кабели

    • Бесконтактное измерение температуры

      • Бесконтактное измерение температуры

      • Фиксированные инфракрасные датчики температуры

      • Портативные инфракрасные промышленные термометры

      • Измерение температуры человека

      • Тепловизор

    • Этикетки, лаки и маркеры температуры

      • Этикетки, лаки и маркеры температуры

      • Необратимые температурные этикетки

      • Реверсивные температурные этикетки

      • Температурные маркеры и лаки

    • Защитные гильзы, защитные трубки и головки

      • Защитные гильзы, защитные трубки и головки

      • Защитные головки и трубки

      • Защитные гильзы

    • Чувствительные элементы температуры

      • Элементы датчика температуры

    • Датчики температуры поверхности

      • Датчики температуры поверхности

    • Проволочные датчики температуры

      • Проволочные датчики температуры

    • Температурные разъемы, панели и блоки в сборе

      • Температурные соединители, панели и блоки в сборе

      • Проходы

      • Панельные соединители и узлы

      • Разъемы температуры

      • Клеммные колодки и наконечники

    • Регистраторы данных температуры и влажности

      • Регистраторы данных температуры и влажности

    • Измерители температуры, влажности и точки росы

      • Измерители температуры, влажности и точки росы

  • Контроль и мониторинг

    • Контроль и мониторинг

    • Движение и положение

      • Движение и положение

      • Двигатели переменного и постоянного тока

      • Акселерометры

      • Датчики смещения

      • Захваты

      • Датчики приближения

      • Поворотные смещения и энкодеры

      • Регуляторы скорости

      • Датчики скорости

      • Шаговые приводы

      • Шаговые двигатели

    • Сигнализация

      • Сигнализация

    • Счетчики

      • Метры

      • Счетчики и расходомеры

      • Многоканальные счетчики

      • Счетчики процесса

      • Специальные счетчики

      • Тензометры

      • Измерители температуры

      • Таймеры

      • Универсальные измерители ввода

    • Переключатели процесса

      • Переключатели процесса

      • Реле потока

      • Реле уровня

      • Ручные выключатели

      • Реле давления

      • Реле температуры

    • Контроллеры

      • Контроллеры

      • Контроллеры влажности и влажности

      • Контроллеры уровня

      • Контроллеры пределов

      • Многоконтурные контроллеры

      • ПИД-регуляторы

      • ПЛК

      • Регуляторы давления

      • Термостаты

    • Дополнительные платы

      • Дополнительные платы

    • Реле

      • Реле

      • Программируемые реле

      • Модули твердотельного ввода-вывода

      • Твердотельные реле

    • Воздух, почва, жидкость и газ

      • Воздух, почва, жидкость и газ

      • Преобразователи воздуха и газа

      • Контроллеры качества воды

      • Датчики качества воды

      • Датчики качества воды

    • Клапаны

      • Клапаны

      • Поршневые клапаны с угловым корпусом

      • Сливные клапаны

      • Предохранительные клапаны блокировки

      • Игольчатые клапаны

      • Пропорциональные клапаны

      • Электромагнитные клапаны

  • Проверка и проверка

    • Проверка и проверка

    • Бороскопы

      • Бороскопы

    • Портативные счетчики

      • Портативные счетчики

      • Токоизмерительные клещи

      • Децибел-метры

      • Газоанализаторы

      • Детекторы утечки газа

      • Метры Гаусса

      • Твердость

      • Светомеры

      • Мультиметры

      • Скорость

      • Измерители температуры, влажности и точки росы

      • Измерители вибрации

      • Анемометры

      • Манометры

    • Аэродинамические трубы

      • Аэродинамические трубы

    • Весы и весы

      • Весы и весы

    • Тепловизионный

      • Тепловизор

    • Воздух, почва, жидкость и газ

      • Воздух, почва, жидкость и газ

      • Газоанализаторы

      • Решения для калибровки

      • Анализаторы хлора

      • Бумага для измерения pH

      • pH-метры

      • Измерители вязкости

      • Счетчики качества воды

      • Наборы для проверки воды

  • Сбор данных

    • Сбор данных

    • Модули сбора данных

      • Модули сбора данных

    • Преобразователи данных и переключатели

      • Преобразователи данных и переключатели

      • Преобразователи данных

      • Коммутаторы Ethernet

    • Формирователи сигналов

      • Формирователи сигналов

      • Преобразователи сигналов на DIN-рейку

      • Формирователи сигналов для монтажа на голове

      • Специальные кондиционеры

      • Датчики температуры и влажности

      • Универсальные программируемые передатчики

    • Регистраторы данных

      • Регистраторы данных

      • Регистрация данных по Ethernet и беспроводной сети

      • Многоканальные программируемые и универсальные регистраторы входных данных

      • Регистраторы давления, деформации и ударов

      • Регистраторы данных напряжения и тока процесса

      • Специальные регистраторы данных

      • Регистраторы данных состояния, событий и импульсов

      • Регистраторы данных температуры и влажности

    • Регистраторы

      • Регистраторы

      • Гибридные бумажные регистраторы

      • Безбумажные регистраторы

    • Программное обеспечение

      • Программное обеспечение

    • Интернет вещей и беспроводные системы

      • Интернет вещей и беспроводные системы

  • Измерение давления

    • Измерение давления

    • Манометры

      • Манометры

      • Аналоговые манометры

      • Цифровые манометры

    • Манометры

      • Манометры

    • Принадлежности для измерения давления

      • Принадлежности для измерения давления

      • Давление охлаждения Элементы

      • Кабели и соединители давления и усилия

      • Воздушные фильтры

      • Лубрикаторы для воздушных линий

      • Трубопроводная арматура

      • Демпферы давления

      • Труба по длине

    • Датчики давления

      • Датчики давления

    • Калибраторы давления

      • Калибраторы давления

    • Регуляторы давления

      • Регуляторы давления

    • Реле давления

      • Реле давления

  • Измерение силы и деформации

    • Измерение силы и деформации

    • Весы и весы

      • Весы и весы

    • Тензодатчики

      • Тензодатчики

      • Тензорезисторы диафрагменные

      • Двойные параллельные тензодатчики

      • Датчики линейные

      • Тензодатчики Rosette

      • Принадлежности для тензодатчиков

      • Тензодатчики кручения и сдвига

      • Тензодатчики с Т-образной розеткой

    • Манометры

      • Манометры

type thermocouple reviews — Интернет-магазины и отзывы на type thermocouple на AliExpress

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для типа термопары.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта термопара высшего типа вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели термопару своего типа на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в типе термопары и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести thermocouple этого типа по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Цветовые коды и допуски термопар

Термопары

могут изготавливаться с проводниками из различных материалов для различных диапазонов температур и выходных характеристик.С годами они были стандартизированы с определенным соотношением разницы температур и выходных милливольт.

Эти установленные «Типы» термопар, например «Тип K» (иногда ошибочно называемый «калибровкой термопары») несовместим друг с другом и должен иметь свои собственные соединительные кабели и измерительные приборы, настроенные для этого типа. Из-за того, как работают термопары, крайне важно, чтобы полярность (соединение положительного с положительным и отрицательного с отрицательным) всегда соблюдалась во всех соединениях.

Удлинитель термопары и компенсационный кабель Цветовые коды

В таблице ниже показаны наиболее часто встречающиеся цветовые коды, используемые на выводах и разъемах термопар. Они используются для определения типа и положительного и отрицательного проводов. Важно признать неудачное использование одних и тех же цветов для внешних оболочек и разъемов на разных типах термопар в соответствии с разными стандартами. Существуют и другие системы цветового кодирования, которые не показаны ниже, например французский, немецкий и японский.

_{* Искробезопасные цепи IEC имеют синюю внешнюю изоляционную оболочку (вместо того же цвета, что и внутренняя положительная изоляционная оболочка).}

Температурные диапазоны термопары

В таблице ниже показаны определенные диапазоны температур для типов термопар. Стандарт IEC определяет допуски класса для начальной точности в заданном диапазоне температур. За пределами этих температур точность изготовления неизвестна, и если термопара используется за пределами этих температур, она может откалиброваться (навсегда потерять точность) гораздо быстрее.

<sub>Допуски термопар: IEC 60584-2: 1982 / BS EN 60584-2: 1993
* Термопары этого класса допуска могут использоваться вне этого диапазона, но за пределами этих пределов допуски не определены.</sub>

Материалы термопары и допуски на точность

_{Допуски термопары: IEC 60584-2: 1982 / BS EN 60584-2: 1993}

Сравнение допусков на погрешность термопар и RTD

В таблице ниже приведены производственные допуски для различных типов термопар и классов Pt100 при различных температурах.Это значения ± (+/-), поэтому термопара класса 1 типа K при 500 ° C составляет ± 2 ° C, поэтому может показывать любые значения между 498 ° C и 502 ° C и находиться в пределах производственных допусков. Но помните, что при использовании термопары будут откалиброваться и выходить за пределы этих допусков, поэтому калибровка так важна.

Выберите диапазон температур:

-200 ° C-100 ° C 0 ° C + 100 ° C + 200 ° C + 300 ° C + 400 ° C + 500 ° C + 600 ° C + 700 ° C + 800 ° C + 900 ° C + 1000 ° C + 1100 ° C + 1200 ° C + 1300 ° C + 1400 ° C + 1500 ° C + 1600 ° C + 1700 ° C

_{Допуски термопар: IEC 60584-2: 1982 / BS EN 60584-2: 1993.Допуски RTD: IEC 60751: 2008 / BS EN 60751: 2008}

Допуски на удлинение термопары и компенсирующий кабель

Термопара и тип кабеля	Кабель номинальной температуры окружающей среды	Допуск (постоянная мкВ / пример ° C)		Пример измеренной температуры
		Класс 1	Класс 2
Расширение типа E (EX)	от -25 ° C до + 200 ° C	± 120 мкВ / ± 1.5 ° С	± 200 мкВ / ± 2,5 ° C	500 ° С
Удлинитель типа J (JX)	от -25 ° C до + 200 ° C	± 85 мкВ / ± 1,5 ° C	± 140 мкВ / ± 2,5 ° C	500 ° С
Удлинитель типа K (KX)	от -25 ° C до + 200 ° C	± 60 мкВ / ± 1,5 ° C	± 100 мкВ / ± 2,5 ° C	900 ° С
Тип K Компенсация A (KCA)	от 0 ° C до + 150 ° C	–	± 100 мкВ / ± 2.5 ° С	900 ° С
Тип K Компенсирующий B (KCB)	от 0 ° C до + 100 ° C	–	± 100 мкВ / ± 2,5 ° C	900 ° С
Удлинитель типа N (NX)	от -25 ° C до + 200 ° C	± 60 мкВ / ± 1,5 ° C	± 100 мкВ / ± 2,5 ° C	900 ° С
Тип N Компенсационный (NC)	от 0 ° C до + 150 ° C	–	± 100 мкВ / ± 2,5 ° C	900 ° С
Тип R Компенсация A (RCA)	от 0 ° C до + 100 ° C	–	± 30 мкВ / ± 2.5 ° С	1000 ° С
Тип R Компенсационный B (RCB)	от 0 ° C до + 200 ° C	–	± 60 мкВ / ± 5,0 ° C	1000 ° С
Тип S Компенсация A (SCA)	от 0 ° C до + 100 ° C	–	± 30 мкВ / ± 2,5 ° C	1000 ° С
Тип S Компенсирующий B (SCB)	от 0 ° C до + 200 ° C	–	± 60 мкВ / ± 5,0 ° C	1000 ° С
Удлинитель типа T (TX)	от -25 ° C до + 100 ° C	± 30 мкВ / ± 0. alexxlab Посмотреть все записи автора alexxlab → Вам также может понравиться Счетчик электроэнергии трехфазный многотарифный: Счетчик электроэнергии трехфазный многотарифный CE306-R33 26.04.201924.02.2021 Стальной провод: ГОСТ, низкоуглеродистая проволока общего назначения и другие виды, 2-3 мм, 5-6 мм и другой диаметр 16.07.202104.11.2020 Фосфонаты это что: в чем их отличие?|Кловин Украина 20.04.197322.01.2022 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт