Kawalan suhu termokopel

Thermocouple adalah sejenis elemen penderiaan suhu. Ia secara langsung mengukur suhu dan menukarkan isyarat suhu ke dalam isyarat potensi termoelektrik, yang kemudiannya ditukar kepada suhu medium yang diukur melalui instrumen elektrik (instrumen sekunder). Prinsip asas pengukuran suhu adalah bahawa dua konduktor dengan komposisi yang berbeza membentuk litar tertutup. Apabila terdapat kecerunan suhu di kedua -dua hujungnya, arus akan mengalir melalui litar, dan akan ada daya elektromotif - daya thermoelectric - antara kedua -dua hujungnya,
Ini adalah kesan Seebeck yang dipanggil. Apabila bahan logam ketiga disambungkan ke litar termokopel, selagi suhu kedua -dua kenalan bahan adalah sama, potensi thermoelectric yang dihasilkan oleh termokopel akan kekal tidak berubah dan tidak akan terjejas oleh sambungan logam ketiga ke litar. Oleh itu, apabila menggunakan termokopel untuk pengukuran suhu, instrumen pengukur boleh disambungkan untuk mengukur potensi termoelektrik, dan suhu medium yang diukur dapat ditentukan.
Dua konduktor homogen dengan komposisi yang berbeza adalah elektrod thermoelectric, dengan hujung suhu yang lebih tinggi sebagai hujung kerja dan hujung suhu yang lebih rendah sebagai hujung bebas, yang biasanya pada suhu malar. Buat jadual penentukuran termokopel berdasarkan hubungan fungsional antara potensi dan suhu thermoelektrik; Jadual penentukuran diperolehi di bawah keadaan suhu akhir percuma 0 darjah, dan termokopel yang berbeza mempunyai jadual penentukuran yang berbeza.

Prinsip kerja sensor suhu termokopel

Dua konduktor dengan komposisi yang berbeza (dipanggil wayar termokopel atau elektrod thermoelectric) disambungkan di kedua -dua hujung untuk membentuk litar. Apabila suhu persimpangan berbeza, daya elektromotif dijana dalam litar, yang dipanggil kesan thermoelectric, dan daya elektromotif ini dipanggil potensi thermoelectric. Thermocouples menggunakan prinsip ini untuk pengukuran suhu, di mana akhir yang digunakan secara langsung untuk mengukur suhu medium dipanggil akhir kerja (juga dikenali sebagai end ukur), dan hujung yang lain dipanggil akhir sejuk (juga dikenali sebagai akhir pampasan); Sambungkan hujung sejuk ke instrumen paparan atau instrumen yang sepadan, dan instrumen paparan akan menunjukkan potensi termoelektrik yang dihasilkan oleh termokopel.

Thermocouples sebenarnya penukar tenaga yang menukar tenaga terma ke dalam tenaga elektrik dan mengukur suhu menggunakan potensi thermoelectric yang dihasilkan. Mengenai potensi thermoelektrik termokopel, isu -isu berikut harus diperhatikan:
1. Besarnya potensi thermoelectric yang dihasilkan oleh termokopel tidak berkaitan dengan panjang dan diameter termokopel apabila bahan seragam, tetapi hanya kepada komposisi bahan termokopel dan perbezaan suhu di kedua -dua hujungnya;

2. Potensi thermoelectric termokopel adalah perbezaan fungsi suhu antara kedua -dua hujung ujung kerja termokopel, dan bukannya perbezaan suhu antara hujung sejuk dan hujung kerja termokopel;

3. Selepas komposisi kedua -dua wayar termokopel ditentukan, magnitud potensi thermoelektrik termokopel hanya berkaitan dengan perbezaan suhu termokopel; Jika suhu hujung sejuk termokopel kekal malar, potensi thermoelektrik yang memasuki termokopel hanya satu fungsi nilai tunggal suhu akhir kerja.

Pemilihan ketepatan pengukuran termokopel dan julat pengukuran suhu

Dua bahan konduktor atau semikonduktor yang berbeza A dan B dikimpal bersama untuk membentuk litar tertutup, seperti yang ditunjukkan dalam angka tersebut. Apabila terdapat perbezaan suhu antara kedua -dua titik lampiran 1 dan 2 konduktor A dan B, daya elektromotif dijana di antara mereka, mengakibatkan arus magnitud tertentu dalam litar. Fenomena ini dipanggil kesan termoelektrik. Thermocouples berfungsi dengan menggunakan kesan ini.

Pemilihan termokopel harus berdasarkan pertimbangan komprehensif terhadap julat suhu operasi, ketepatan yang diperlukan, suasana operasi, prestasi objek yang diukur, masa tindak balas, dan manfaat ekonomi.

1. Pemilihan atmosfera untuk termokopel S-jenis dan B-jenis sesuai untuk pengoksidaan yang kuat dan lemah mengurangkan atmosfera, manakala termokopel J-jenis dan T-jenis sesuai untuk pengoksidaan yang lemah dan mengurangkan atmosfera. Sekiranya tiub pelindung dengan keluasan yang baik digunakan, keperluan untuk atmosfera tidak begitu ketat.

2. Pemilihan ketepatan pengukuran dan julat pengukuran suhu umumnya berdasarkan penggunaan termokopel B-jenis apabila suhu antara 1300 ~ 1800 darjah dan ketepatan yang diperlukan agak tinggi; Keperluan untuk ketepatan tidak tinggi, dan atmosfera membolehkan penggunaan termokopel tungsten rhenium. Umumnya, thermocouples tungsten rhenium dipilih untuk suhu melebihi 1800 darjah; Thermocouples S-jenis dan termokopel N-jenis tersedia untuk digunakan pada suhu antara 1000 hingga 1300 darjah, yang memerlukan ketepatan yang tinggi; Thermocouples jenis K-jenis dan N biasanya digunakan di bawah 1000 darjah, manakala termokopel E-jenis biasanya digunakan di bawah 400 darjah; Pada 250 darjah dan pengukuran suhu negatif, termokopel T-jenis biasanya digunakan. Pada suhu yang rendah, termokopel T-jenis stabil dan mempunyai ketepatan yang tinggi.

3. Pemilihan ketahanan dan respons terma: Thermocouples dengan diameter dawai yang lebih besar mempunyai ketahanan yang lebih baik, tetapi tindak balas yang lebih perlahan. Untuk termokopel dengan kapasiti haba yang lebih besar, tindak balasnya lebih perlahan. Apabila mengukur suhu dengan kecerunan besar, kawalan suhu kurang baik di bawah kawalan suhu. Ia dikehendaki mempunyai masa tindak balas yang cepat dan tahap ketahanan tertentu, jadi memilih boneka perisai lebih sesuai.

4. Pemilihan termokopel berdasarkan sifat dan keadaan objek yang diukur

Pengukuran suhu objek bergetar, objek bergetar, dan kapal tekanan tinggi memerlukan kekuatan mekanikal yang tinggi, tiub pelindung diperlukan untuk atmosfera dengan pencemaran kimia, dan penebat yang tinggi diperlukan dengan kehadiran gangguan elektrik.

5. Langkah berjaga -jaga

Kedalaman penyisipan termokopel sangat kecil: ia tidak seharusnya kurang daripada 8-10 kali diameter luar lengan pelindungnya (kecuali produk khas)

◆ Thermocouple [1] Tekanan nominal: Secara amnya merujuk kepada tekanan luaran statik yang tiub pelindung dapat menahan dan pecah pada suhu kerja.

◆ Rintangan penebat: Apabila suhu udara ambien adalah {0}} dan kelembapan relatif kurang daripada 80%, rintangan penebat lebih besar daripada atau sama dengan 5 megohms (voltan 100V). Thermocouples dengan kotak persimpangan bukti percikan mempunyai rintangan penebat lebih besar daripada atau sama dengan 0.5 megohms (voltan 100v) apabila suhu relatif adalah 93 ± 3 darjah

◆ Rintangan penebat pada suhu tinggi: Untuk termokopel, rintangan penebat (setiap meter) di antara elektrod panas (termasuk jenis cawangan ganda) dan tiub pelindung, serta di antara elektrod panas cawangan ganda, harus lebih besar daripada nilai yang ditentukan dalam jadual di bawah.