Термопары K, J, Т, Е / Термодатчики

Термопары K, J, Т, Е - термодатчики

Термопара это термоэлектрический преобразователь — промежуточное устройство, подключаемое к термометру и применяемое для контактных измерений температур в промышленности и бытовых условиях.
Термопары K, J, Т, Е необходимы, поскольку непосредственно измерить температуру невозможно. Это физическая величина, зависящая от кинетической энергии движения атомов и молекул и ее необходимо преобразовать в другую аналоговую величину - Э.Д.С., тепловое излучение, давление, сопротивление, объем и т.д.

Как работает термопара

Принцип работы основан на термоэлектрическом эффекте. Если подключить 2 проводка из разнородных металлов, чтобы получалась замкнутая электрическая цепь и приложить температуру, то будет наблюдаться протекание электрического тока. Это простейший термоэлемент или термопара, а электродвижущая сила, это термо-ЭДС, зависящая от материала, из которого изготовлены соприкасающиеся термоэлектроды и разницы их температур.
Два вывода термопары условно считаются положительным и отрицательным. Плюс и минус можно видеть на разъеме, который подключается к цифровому термометру или пирометру. Причем конакты термопар сделаны таким образом, что обеспечивается только однозначное подключение.
Термопара отградуирована таким образом, что зная разницу потеницалов, можно определить, какой температуре это значение соответствует. Потенциал эдс термопар колеблется от милливольт до единиц вольт.

Какие бывают термопары

Фактически термопара это термоэлектрический термометр, в качестве датчика которого и выступает термопара. Конструкция термопары определяется условиями эксплуатации. Необзодимо учитывать агрегатное состояние вещества - например жидкое у воды, расплавленное или вязкое - в металлургическом производстве, твердое - корпус процессора.
Также следует учитывать инерционность термопар: данные появляются спустя несколько секунд.
Существуют такие конструкции термопар:

1. Термоэлектроды коммутируются между собой только в рабочем спае, а по всей оставшейся длине требуется электрически изолировать их друг от друга.
2. Концы пары контактных термоэлектродов соединяются между собой в одной точке, образуя рабочий спай. Спайка производится, в основном, с помощью электродуговой сварки. Перед этим термоэлектроды физически скручивают между собой. В отдельных случаях вместо сварки может использоваться пайка. Термоэлектроды из тугоплавких металлов, например, в вольфрам-рениевых или вольфрам-молибденовых термопарах, часто соединяют исключительно скруткой без дальнейшего соединения сваркой.
3. Способ изоляции термоэлектродов зависит от диапазона температур, точнее верхнего предела. Если он не больше 100-120 °С, то может применяться любая изоляция, в том числе воздушная. При высоких температурах до 1300 °С изоляцию выполняют с помощью фарфоровых одно- и двухканальных трубок. Если температура еще выше, электроизоляционные свойства фарфора становятся намного хуже, а сам он становится мягким, поэтому для таких термопара, фарфор заменяется оксидом алюминия (выдерживает до 1950 °С) и оксидами магния, бериллия, двуокисью тория и циркония (свыше 2000 °С).