Ένα θερμοστοιχείο είναι ένα εργαλείο μέτρησης θερμοκρασίας που συνδέεται με μια συσκευή ερμηνείας δεδομένων για να σχηματίσει έναν αισθητήρα υψηλής ακρίβειας. Οφείλει την επιτυχία του στην υψηλή του ταχύτητα αντίδρασης σε σύγκριση με άλλα μοντέλα αισθητήρων. Ωστόσο, όλα αισθητήρες θερμοκρασίας θερμοστοιχείου μην προσφέρετε τον ίδιο χρόνο απόκρισης. Τα θερμοστοιχεία ταξινομούνται σε τύπους (K, J, T, E, R, S, B) ανάλογα με τα υλικά που χρησιμοποιούνται για τον σχεδιασμό τους. Ο χρόνος απόκρισης των θερμοστοιχείων ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο; Πρέπει να δούμε και τα άλλα χαρακτηριστικά των θερμοστοιχείων; Εάν θέλετε να εξοπλιστείτε με τον πιο αποτελεσματικό αισθητήρα θερμοκρασίας, εδώ είναι τα κλειδιά για να κατανοήσετε τι καθορίζει τον χρόνο απόκρισης ενός θερμοστοιχείου.
Ποια είναι τα διαφορετικά χαρακτηριστικά των θερμοστοιχείων;
Αν το σειρές θερμοστοιχείων που προτείνονται είναι ευρείες, αυτό συμβαίνει γιατί ο σχεδιασμός τους περιλαμβάνει πολλές παραμέτρους. Αυτά τα χαρακτηριστικά επηρεάζουν σχετικά με την ακρίβεια μέτρησης της θερμοκρασίας καθώς και τον χρόνο απόκρισης του θερμοστοιχείου.
Υλικά συρμάτων αγωγών
Τα δύο καλώδια που αποτελούν την καρδιά του συστήματος θερμοστοιχείου περιέχουν διαφορετικά αγώγιμα μέταλλα ή κράματα μετάλλων. Είναι η φύση αυτών των μεταλλικών συρμάτων που καθορίζει τον τύπο θερμοστοιχείο σύμφωνα με ευρωπαϊκό πρότυπο που τα ταξινομεί.
Οι τύποι K, J, T και E είναι οι πιο συνηθισμένοι. Τα R, S και B περιέχουν πολύτιμα μέταλλα, γεγονός που κάνει την τιμή τους υψηλότερη. Η μεγάλη διαφορά μεταξύ αυτών των δύο κατηγοριών είναι το εύρος θερμοκρασίας σε βαθμούς Κελσίου που καλύπτεται. Οι τύποι K, J, T και E μπορούν να μετρήσουν τη θερμοκρασία από το απόλυτο μηδέν έως τις υψηλές θερμοκρασίες (έως 1200°C). Για τα R, S και B, η θερμική μέτρηση μπορεί να φτάσει σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες (έως 1.800°C). Τα πολύτιμα μέταλλα είναι επίσης λιγότερο επιρρεπή στη διάβρωση, που μπορεί να εμφανιστεί σε ορισμένα περιβάλλοντα. Καθένας από αυτούς τους τύπους προσφέρει ένα βέλτιστο εύρος μέτρησης. Εξασφαλίζοντας ότι το εύρος θερμοκρασίας του θερμοστοιχείου ταιριάζει με τις προς μέτρηση θερμοκρασίες, δημιουργούνται οι καλύτερες συνθήκες για ακριβή έλεγχο της θερμοκρασίας.
Προστασία θερμοστοιχείου
Το πιο οικονομικό είναι το γυμνό συρμάτινο θερμοστοιχείο που έρχεται χωρίς προστατευτική θήκη. Περιέχει δύο μεταλλικά σύρματα συγκολλημένα μεταξύ τους στο ένα άκρο. Αυτός ο τύπος αισθητήρα θερμοκρασίας είναι ανθεκτικός στο χρόνο. Από την άλλη πλευρά, η απουσία προστασίας το καθιστά ευαίσθητο σε ορισμένους εξωτερικούς παράγοντες όπως οξειδωτικά ή αναγωγικά περιβάλλοντα. Τα θερμοστοιχεία μπορούν επίσης να είναι με μόνωση ορυκτών σε μεταλλικό περίβλημα, είναι τότε ένας ανιχνευτής με μανδύα. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται περισσότερο για το σχεδιασμό ορυκτών μονώσεων είναι η αλουμίνα, το μαγνήσιο, το διοξείδιο του θορίου και το διοξείδιο του ζιρκονίου. Το κύριο κριτήριο για την επιλογή αυτών των υλικών είναι η αντοχή στη θερμοκρασία. Για τη μεταλλική θήκη, η επιλογή των υλικών είναι τεράστια. Πρέπει και πάλι να λάβετε υπόψη τη θερμοκρασία στην επιλογή σας, καθώς και το περιβάλλον όπου θα βρίσκεται ο αισθητήρας. Το περίβλημα κάνει τον ανιχνευτή στιβαρό και ηλεκτρικά μονωμένο.
Η μέθοδος συνένωσης
Ένα άλλο χαρακτηριστικό του αισθητήρα θερμοστοιχείου είναι η μέθοδος συνένωσής του, δηλ πώς συνδέονται τα δύο καλώδια στο σημείο ανίχνευσης θερμοκρασίας που πρόκειται να μετρηθεί. Σε συγκολλημένη διασταύρωση, τα αγώγιμα σύρματα συγκολλούνται στο περίβλημα. Όταν η διασταύρωση είναι μονωμένη, τα σύρματα και η διασταύρωσή τους βρίσκονται μέσα στη θήκη. Στη συνέχεια απομονώνονται από τη θήκη. Η εκτεθειμένη διασταύρωση βρίσκεται στο εξωτερικό της θήκης. Το περίβλημα σφραγίζεται γύρω από το σημείο εξόδου των μεταλλικών συρμάτων για να εγγυηθεί την καλύτερη δυνατή στεγανοποίηση.
Το καλώδιο σύνδεσης
Το άλλο άκρο των αγώγιμων καλωδίων συνδέεται με μια συσκευή που μεταγράφει τη διαφορά δυναμικού (ή την ηλεκτροκινητική δύναμη) που δημιουργείται στον αισθητήρα σε βολτ ή θερμοκρασία που είναι αναγνώσιμη στην οθόνη. Όταν είναι απαραίτητο για να προσθέσετε απόσταση μεταξύ του καθετήρα και της συσκευής μέτρησης, χρησιμοποιούμε καλώδια σύνδεσης. Τότε είναι διαθέσιμες δύο λύσεις, το καλώδιο θερμοστοιχείου ή το καλώδιο αντιστάθμισης. Το καλώδιο θερμοστοιχείου είναι κατασκευασμένο από τα ίδια υλικά με το θερμοστοιχείο, το οποίο μπορεί να είναι πολύ ακριβό όταν το τελευταίο αποτελείται από πολύτιμα μέταλλα. Το καλώδιο αντιστάθμισης αποτελείται από αγώγιμα σύρματα με θερμοηλεκτρικές ιδιότητες αντίστοιχες με αυτές των αγώγιμων καλωδίων του θερμοστοιχείου.
Ποια χαρακτηριστικά επηρεάζουν τον χρόνο απόκρισης ενός θερμοστοιχείου;
Ο τύπος του θερμοστοιχείου καθορίζει την ακρίβεια της μέτρησης της θερμοκρασίας και την αντοχή της. Από την άλλη, δεν θα παίξει σημαντικό ρόλο στην ταχύτητα απόκρισης. Άλλα συστατικά στοιχεία του ανιχνευτή μέτρησης που έχουμε δει στο παρελθόν επηρεάζουν, από την άλλη πλευρά, τον χρόνο αντίδρασης.
Όσο πιο άμεση είναι η επαφή με το περιβάλλον του οποίου η θερμοκρασία θέλουμε να μετρήσουμε (θερμοκρασία περιβάλλοντος, αέριο, υγρό), τόσο μεγαλύτερη είναι η εκπομπή. Που σημαίνει η μεταφορά θερμότητας γίνεται γρήγορα. Τα θερμοστοιχεία γυμνού σύρματος, με εξωτερική διασταύρωση, προσφέρουν έτσι γρήγορη απόκριση. Αυτό ισχύει επίσης για τους συγκολλημένους ανιχνευτές σύνδεσης. Καθώς τα καλώδια έρχονται σε άμεση επαφή με το περίβλημα, η θερμότητα κυκλοφορεί γρήγορα.
Ο χρόνος απόκρισης είναι επίσης συνάρτηση του το μέγεθος της θήκης. Μια θήκη με μικρή διάμετρο (0,25 mm, 0,5 mm ή 1 mm για παράδειγμα) προσφέρει έναν καλύτερο χρόνο αντίδρασης. Προσέξτε όταν επιλέγετε αυτό το θηκάρι, η αντίσταση του σε ορισμένα περιβάλλοντα και οι υψηλές θερμοκρασίες μπορεί να είναι μικρότερη από αυτή του θερμοστοιχείου. Σε περίπτωση βλάβης της θήκης, βαθμονόμηση θερμοστοιχείου (που ονομάζεται επίσης βαθμονόμηση) που πραγματοποιήθηκε πριν από τη χρήση του καθετήρα μπορεί να τροποποιηθεί.
Προχωρήστε περαιτέρω στα θερμοστοιχεία
- Κατηγορία αισθητήρα θερμοστοιχείου
- Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι θερμοστοιχείων
- Βαθμονόμηση θερμοστοιχείου
- Πώς μετριέται η θερμοκρασία με θερμοστοιχείο;
- Χρόνοι απόκρισης θερμοστοιχείου ανά τύπο
- Πώς να δοκιμάσετε ένα θερμοστοιχείο;
- Εύρος μέτρησης θερμοστοιχείου
- Πίνακας μετατροπής θερμοστοιχείου
- Πώς λειτουργεί ένα θερμοστοιχείο;
- Θερμοστοιχεία
