Gambaran Keseluruhan Alat Pengukuran Suhu Termokopel?

Terdapat banyak alat pengukur suhu dalam pengeluaran perindustrian, dan alat pengukur suhu termokopel adalah salah satu daripadanya. Ia terdiri daripada dua konduktor atau semikonduktor dengan kedua-dua hujungnya dikimpal atau dipintal bersama untuk membentuk litar tertutup, yang menggunakan perbezaan suhu antara dua titik untuk menghasilkan daya gerak elektrik dan kerja. Terdapat banyak jenis termokopel, dan pelbagai kaedah pengelasan juga berbeza. Mengikut keperluan standardisasi perindustrian, mereka boleh dibahagikan kepada dua jenis: termokopel piawai dan termokopel bukan piawai. Termokopel ialah salah satu aplikasi khusus bagi teori kesan termoelektrik dan mempunyai pelbagai aplikasi dalam pengukuran suhu. Mereka mempunyai kelebihan struktur mudah, prestasi stabil, dan pembinaan mudah. Termokopel, apabila digunakan bersama dengan instrumen paparan, boleh mencapai pengukuran jauh, rakaman automatik dan kawalan suhu automatik.
1. Jenis alat penyukat suhu dan termokopel untuk pengukuran suhu
Terdapat banyak jenis alat pengukur suhu, dan dengan perkembangan sains dan teknologi serta keperluan teknologi perindustrian moden, teknologi pengukuran suhu sentiasa ditambah baik dan dipertingkatkan. Disebabkan oleh peningkatan julat pengukuran suhu, alat pengukur suhu yang berbeza telah dihasilkan mengikut keperluan yang berbeza, terutamanya termasuk termometer LCD, pyrometer optik, termometer semikonduktor, termometer berputar, termometer tekanan, termometer tiub kaca, termometer penunjuk, termometer suhu tinggi, termometer termokopel, termometer rintangan, termometer gas, dan termometer termokopel.
Mengikut tujuan yang berbeza, kaedah pemasangan, dan bentuk struktur termokopel, mereka boleh dibahagikan kepada dua kategori: termokopel biasa dan termokopel berperisai. Termokopel yang biasa digunakan, berdasarkan nombor pengijazahannya, termasuk S, R, B, N, K, E, J, T, dan sebagainya. Antaranya, S, R, dan B tergolong dalam termokopel logam berharga, manakala N, K, E, J, dan T tergolong dalam termokopel logam murah.

Ciri gred S ialah prestasi antioksidan yang kuat, dan ia sesuai untuk kegunaan berterusan dalam atmosfera pengoksidaan dan lengai. Suhu penggunaan jangka panjang ialah 1400 darjah, dan suhu penggunaan jangka pendek ialah 1600 darjah. Di antara semua termokopel, skala S mempunyai tahap ketepatan tertinggi dan biasanya digunakan sebagai termokopel standard; Berbanding dengan indeks S, indeks R mempunyai daya gerak elektrik haba yang kira-kira 15% lebih tinggi, dan prestasinya yang lain hampir sama; Daya gerak elektrik haba indeks B adalah sangat kecil pada suhu bilik, jadi wayar pampasan biasanya tidak diperlukan semasa pengukuran. Suhu penggunaan jangka panjangnya ialah 1600 darjah dan suhu penggunaan jangka pendek ialah 1800 darjah. Ia boleh digunakan dalam atmosfera pengoksidaan atau neutral, serta untuk kegunaan jangka pendek di bawah keadaan vakum. Ciri-ciri termokopel gred N ialah rintangan pengoksidaan suhu tinggi yang kuat pada 1300 darjah, kestabilan jangka panjang daya termoelektrik yang baik dan kebolehulangan kitaran haba jangka pendek, rintangan yang baik terhadap sinaran nuklear dan suhu rendah, dan boleh menggantikan sebahagiannya Termokopel gred S; Ciri skala K ialah prestasi antioksidan yang kuat, dan ia sesuai untuk kegunaan berterusan dalam atmosfera pengoksidaan dan lengai. Suhu penggunaan jangka panjang ialah 1000 darjah, dan suhu penggunaan jangka pendek ialah 1200 darjah. Yang paling banyak digunakan di antara semua termokopel; Ciri-ciri indeks E ialah antara termokopel yang biasa digunakan, daya gerak elektrik termoelektriknya adalah yang tertinggi, yang bermaksud ia mempunyai kepekaan yang paling tinggi. Adalah disyorkan untuk menggunakan secara berterusan dalam suasana pengoksidaan dan lengai pada suhu 0-800 darjah ; Ciri gred J ialah ia boleh digunakan dalam kedua-dua atmosfera pengoksidaan (dengan had suhu atas 750 darjah ) dan atmosfera pengurangan (dengan had suhu atas 950 darjah ), dan tahan terhadap kakisan gas H2 dan CO. Ia kebanyakannya digunakan dalam industri penapisan dan kimia; Ciri skala T ialah ia mempunyai tahap ketepatan tertinggi di antara semua termokopel logam murah dan biasanya digunakan untuk mengukur suhu di bawah 300 darjah .
2. Prinsip asas pengukuran suhu termokopel
Sebab mengapa termokopel boleh digunakan untuk mengukur suhu adalah kerana ia menukar isyarat suhu kepada isyarat termoelektrik, yang kemudiannya ditukar kepada suhu medium yang diukur melalui instrumen elektrik. Prinsip asas pengukuran suhu termokopel ialah dua konduktor homogen dengan komposisi berbeza membentuk litar tertutup. Apabila terdapat kecerunan suhu pada kedua-dua hujung, akan ada arus yang melalui litar, dan terdapat daya gerak elektrik termoelektrik antara kedua-dua hujung

Sebab penjanaan daya gerak elektrik termoelektrik adalah disebabkan oleh ketumpatan elektron yang berbeza bagi bahan konduktor yang berbeza. Walaupun bahan konduktor yang sama mempunyai suhu yang berbeza, ketumpatan elektronnya tidak sama. Apabila logam heterogen A dan B membentuk litar tertutup, disebabkan oleh suhu yang berbeza dari kenalan A dan B, ketumpatan elektron bebas lebih tinggi di kawasan suhu tinggi konduktor yang sama, manakala ketumpatan elektron bebas lebih rendah di kawasan suhu rendah. . Oleh itu, dalam litar tertutup, ketumpatan elektron bebas yang tinggi perlu meresap ke kawasan ketumpatan elektron bebas yang rendah, menghasilkan aliran cas "bersih" dalam litar, iaitu, terdapat daya gerak elektrik eAB dalam litar, iaitu sebab penjanaan daya gerak elektrik Seebeck. Apabila bahan elektrod panas ditetapkan, daya gerak elektrik haba hanya berkaitan dengan suhu kedua-dua kenalan. Dalam litar tertutup yang terdiri daripada sepasang logam heterogen A dan B, jika titik simpang A dipanaskan, suhu kedua-dua sesentuh A dan B akan berbeza. Jika suhu berbeza, arus akan dijana, menyebabkan ammeter yang disambungkan ke litar terpesong. Arus yang dihasilkan dalam litar termokopel dipanggil arus haba. A. B dipanggil elektrod termoelektrik, dan kenalan a disambungkan bersama dengan kimpalan. Apabila mengukur suhu, ia diletakkan dalam medan suhu yang diukur, yang dikenali sebagai penghujung pengukuran atau penghujung kerja. Kenalan b secara amnya memerlukan suhu malar, yang dikenali sebagai hujung rujukan atau hujung bebas.
Magnitud keupayaan termoelektrik adalah berkaitan dengan perbezaan antara t dan t0. Apabila bahan dua elektrod termoelektrik termokopel diketahui, teori taburan potensi termoelektrik dalam litar termokopel menentukan bahawa beza keupayaan termoelektrik antara dua hujung termokopel boleh dinyatakan dengan persamaan berikut:
EAB (t, t{{0}})=EAB (t) - EAB (t0)
Dalam formula, EAB (t, t0) - potensi termoelektrik termokopel
EAB (t) - potensi termoelektrik pada hujung kerja pada suhu t;
EAB (t{{0}}) - Keupayaan termoelektrik pada hujung sejuk pada suhu t0.
Daripada persamaan di atas, dapat dilihat bahawa apabila suhu medium yang diukur di hujung kerja berubah, potensi termoelektrik juga berubah. Oleh itu, selagi EAB (t, t{{0}}) diukur dan EAB (t0) diketahui, EAB (t) boleh diperolehi. Potensi termoelektrik boleh dihantar ke instrumen paparan untuk petunjuk atau rakaman, atau ke mikrokomputer untuk diproses, untuk mendapatkan nilai t suhu pada penghujung pengukuran.

3. Kelebihan dan kekurangan utama pengukuran suhu termokopel
Termokopel ialah salah satu komponen pengesanan suhu yang paling biasa digunakan dalam industri, dan kelebihannya termasuk:
① Ketepatan pengukuran yang tinggi. Oleh kerana sentuhan langsung antara termokopel dan objek yang diukur, ia tidak terjejas oleh medium perantaraan.
② Julat ukuran yang luas. Termokopel yang biasa digunakan boleh mengukur secara berterusan dari -50 hingga 1600 darjah, dan beberapa termokopel khas
Suhu paling rendah yang boleh dikesan ialah -271-2800 darjah , seperti emas, besi, nikel, kromium dan tungsten renium.
③ Pembinaan yang ringkas dan mudah digunakan. Termokopel biasanya terdiri daripada dua jenis wayar logam yang berbeza, dan tidak terhad mengikut saiz atau permulaan. Ia mempunyai lengan pelindung di bahagian luar, menjadikannya sangat mudah digunakan.
Walau bagaimanapun, termokopel juga mempunyai kekurangan, seperti penggunaan suhu rujukan malar, jika tidak, keputusan pengukuran akan diherotkan; Dalam suhu tinggi atau penggunaan jangka panjang, degradasi berlaku disebabkan oleh pengaruh medium atau atmosfera yang diuji (seperti pengoksidaan, pengurangan, dll.), mengurangkan hayat perkhidmatan.
4. Status penyelidikan semasa dan trend pembangunan pengukuran suhu termokopel di China
Termokopel digunakan terutamanya untuk mengukur suhu yang lebih tinggi. Berkenaan status pembangunan termokopel suhu tinggi di China, termokopel suhu tinggi biasanya merujuk kepada termokopel di atas 1300 darjah, termasuk termokopel platinum rhodium 10 platinum, termokopel platinum rhodium 13 platinum, rhodium platinum 30 platinum rhodium 6 termokopel, tungsten rhenium tungsten rhenium 25 termokopel, platinum rhodium 40 platinum rhodium 20 termokopel, iridium rhodium termokopel, silikon karbida grafit termokopel, dan sebagainya. Pada masa ini, termokopel pengukuran suhu jenis sentuhan ialah kaedah pengukuran suhu yang paling boleh dipercayai. Selain daripada menggunakan pyrometer optik dan termometer inframerah dalam kawasan vakum, frekuensi sederhana dan frekuensi tinggi yang tidak sesuai untuk pengukuran suhu termokopel, pada dasarnya tiada bahan atau teknologi lain yang boleh menggantikannya.
Daripada keadaan semasa, trend pembangunan utama adalah untuk meningkatkan rintangan kakisan dan rintangan pengoksidaan melalui cara teknologi untuk meningkatkan hayat perkhidmatan.