Виды термопар: Термопары. Типы, характеристики, конструкции, производство. Статья

Содержание

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 – 1300⁰С. 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.

Принцип работы термопары, определение, типы и виды термопар, схемы работы термопары, способы подключения

Термопара — термоэлектрический преобразователь — это два разных сплава металла (проводники) которые образуют замкнутую цепь (термоэлемент). Термопара — один из наиболее распространенных в промышленности температурный датчик. Применяется в любых сферах промышленности, автоматики, научных исследованиях, медицине — везде, где нужно измерять температуру. Так же применяется в термоэлектрических генераторах для преобразования тепловой энергии в электрическую.

Действие термопары основано на эффекте, который впервые был открыт и описан Томасам Зеебеком в 1822 г. — термоэлектрический эффект или эффект Зеебека. В замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает термоэлектрический эффект (термо-ЭДС), если места контактов поддерживают при разных температурах. Цепь, которая состоит только из двух различных проводников, называется термоэлементом или термопарой. В сочетании с электроизмерительным прибором (милливольтметром, потенциометром и т. п.), термопара образует термоэлектрический термометр.

Измерительный прибор подключают либо к концам термоэлектродов, либо в разрыв одного из них. В среду, которую контролируют, помещают рабочий спай, а свободные концы подсоединяются к измерительному прибору. Чем больше различие между свойствами проводников и тепловой перепад на концах, тем выше термо-ЭДС.

По-простому — термопара это две проволоки из разнородных металлов (например, Хромель и Копель), сваренных или скрученных между собой. Место сварки (скрутки) называется рабочий спай Т1, а места соединения с измерительным прибором Т2 называют холодными спаями. То есть рабочий спай помещают в среду, температуру которой необходимо измерить, а холодные спаи подключают к приборам (милливольтметр). Но надо знать прибор — например, ИРТ 7710 не меряет температуру рабочего спая, он меряет разницу температур холодного и рабочего спаев. Это значит простым милливольтметром (тестером) мы можем узнать, поступает ли сигнал с рабочего спая (есть обрыв или нет), узнать где у термопары плюс (+) а где (-), примерно узнать какой тип термопары (но для этого нужен точный милливольтметр).

Типы, виды термопар

Типы российских термопар приведены в ГОСТ 6616-94.

Почему российские термопары? Термопара ТХК, то есть Хромель-Копель была придумана в СССР и сейчас выпускается только у нас и в странах СНГ. Не известно почему, но везде пишут ХК (L) — в скобках подразумевается международный тип, но это не так — на западе тип L это (Fe-CuNi). Может быть, они чем то и похожи по названию металлов входящих в сплав, но самое главное — у них разные таблицы НСХ. Мы с этим столкнулись, заказывая термопару из Италии. Наш совет — когда закупаете термопарный провод или кабель, сравнивайте таблицы НСХ, т.е. номинальные статические характеристики преобразователя ГОСТ Р 8.585-2001.

Таблица соответствия типов отечественных и импортных термопар

Тип температурного датчика	Сплав элемента	Российская маркировка температурных датчиков	Температурный диапазон
	Термопара типа ТХК – хромель, копель (производства СССР или РФ)	хромель, копель	-200 … 800 °C
Термопара типа U	медь-медьникелевые		-200 … 500 °C
Термопара типа L	хромель, копель	ТХК	-200 … 850 °C
Термопара типа B	платинородий – платинородиевые	ТПР	100 … 1800 °C
Термопара типа S	платинородий – платиновые	ТПП	0 … 1700 °C
Термопара типа R	платинородий – платиновые	ТПП	0 … 1700 °C
Термопара типа N	нихросил нисил	ТНН	-200 … 1300 °C
Термопара типа E	хромель-константановые	ТХКн	0 … 600 °C
Термопара типа T	медь – константановые	ТМК	-200 … 400 °C
Термопара типа J	железо – константановые	ТЖК	-100 … 1200 °C
Термопара типа K	хромель, алюмель	ТХА	-200 … 1300 °C

Таблица ANSI Code (Американский национальный институт стандартов) и IEC Code (Международная электротехническая комиссия — МЭК)

В настоящее время в её состав входят более 76 стран (наша в том числе).

Типы термопар. Статьи. Поддержка. ТД Эталон

Тип термопары	Обозначение градуировки		Материал термоэлектродов		Пределы измерения температур, °С			Примечания
Тип термопары	РФ	МЭК*	положительного	отрицательного	нижний	верхний	кратков-ременно	Примечания
Хромель-алюмелевая	ХА	К	Хромель Ni+9,5 Cr	Алюмель Ni+Isi+2Al+2,5Mn	-200	+1200	+1300	Термопара ХА обладает широким диапазоном температур и высокой чувствительностью. Основной проблемой хромель-алюмелевых термопар являются коррозия и охрупчивание термоэлектрода. Для защиты от коррозии используют вентилируемые защитные чехлы большого диаметра или чехлы с помещенными внутри газопоглотителями (геттерами).
Хромель-копелевае	ХК	L	Хромель Ni+9,5 Cr	Копель Cu+(42-44)Ni+0,5Mn+0,1Fe	-200	+600	+800	ТХК является самой распространенной в промышленности термопарой, часто применяется при измерении малых разностей температур. Характеризуется наибольшей чувствительностью и стабильностью, но восприимчива к деформации термоэлектрода. Рабочая среда окислительная или содержащая инертные газы.
Хромель-константовая	ХКн	E	Хромель Ni+9,5 Cr	Констант Cu+(40-45)Ni+1,0Mn+0,7Fe	-200	+700	+900	Преимуществами ТХКн является высокая чувствительность, термоэлектрическая однородность материалов электродов, возможность использования при низких температурах.
Медь-копелевая	МК	M	Медь Cu	Копель Cu+(42-44)Ni+0,5Mn+0,1Fe	-200	+100	–	ТМК может работать в окислительной или восстановительной атмосфере, а также в вакууме. Не чувствительна к повышенной влажности. Оба термоэлектрода могут быть отожжены для удаления материалов, вызывающих термоэлекрическую неоднородность.
Медь-константовая	МКн	T	Медь Cu	Констант Cu+(40-45)Ni+1,0Mn+0,7Fe	-200	+350	+400	Термопара МКн может использоваться в атмосфере с небольшим избытком или недостатком кислорода, не чувствительна к повышенной влажности. Оба вывода могут быть отожжены для удаления материалов, вызывающих термоэлекрическую неоднородность.
Железо-константовая	ЖК	J	Железо Fe	Констант Cu+(40-45)Ni+1,0Mn+0,7Fe	-200	+750	+900	ТЖК работает с окислительными, восстановительными, инертными средами и вакуумом. Особенностью является возможность измерения положительных температур совместно с отрицательными.
Нихросил-нисиловая	НН	N	Нихросил Ni+14,2Cr+1,4Si	Нисил Ni+4,4Si+0,1Mg	-270	+1200	+1300	ТНН считается самой точной термопарой из неблагородных металлов. Отличается высокой стабильностью при температурах от +200 до +500°С.
Сильх-силиновая	СС	I	Сильх Ni+9Cr+0,9Si	Силин Ni+(2-2,8)Si	0	+800	–
Платинородий-платиновая	ПП13 ПП10	R S	Платина-родий Pt+13Rh Pt+10Rh	Платина Pt Pt	0	+1300	+1600	Термопары ПП самые распространённые для измерения очень высоких температур в окислительных и инертных средах. К достоинствам можно отнести точность измерений, хорошую воспроизводимость и стабильность термо-ЭДС. К недостаткам – повышенную чувствительность к химическим загрязнениям отрицательного платинового электрода.
Платинородий-платинородиевая	ПР	В	Платина-родий Pt+30Rh	Платина-родий Pt+6Rh	+600	+1700	–	ТПР применяются в окислительных и инертных средах, а также в вакууме. В сравнении с ПП, термопары ПР обладают немного меньшей термо-ЭДС, но большей механической прочностью и стабильностью, меньшей чувствительностью к загрязнениям, способностью измерять более высокие температуры.
Вольфрамрений-вольфрамрениевая	ВР	A-1; A-2; A-3	Вольфрам-рений W+5%Re	Вольфрам-рений W+20Re	0	+2200	+2500	Термопары ВР предназначены для длительного измерения температуры в чистых инертных средах, сухом водороде и вакууме. Даже небольшое количество кислорода существенно уменьшает срок службы термопары. В окислительных средах термопары данного типа могут быть использованы только для измерения температуры в быстротекущих процессах. При значениях температуры выше значений, при которых начинается катастрофическое окисление, срок службы термопары исчисляется минутами.

что это такое, принцип действия термопары, подключение преобразователя

В повседневной жизни каждого человека встречались приборы и устройства, одним из определяющих факторов работы которых была температура. Начиная от температуры в системах отопления и заканчивая промышленными предприятиями, процесс выпуска продукции которых связан со строгим соблюдением температуры, процедура контроля данного параметра очень важна как для жизнедеятельности, так и для энергосбережения. Одним из устройств по контролю температуры является термопара, или термоэлектрический преобразователь. Термопара – что это такое?

Термопара газового котла

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.

Принцип действия термопары

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:

Материала проводников;
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:

Принадлежность самого устройства;
Материал положительного проводника;
Материал отрицательного проводника.

Разновидности и конструктивные особенности

Виды термопар

Термопары ввиду своих структурных особенностей подразделяются на такие виды:

По специфике применения:

Наружное;
Погружаемое.

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.

По методу фиксации термопреобразователей:

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

По герметичности клемм:

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

По изолированности:

Изолированные от влияния активных или неагрессивных сред;
Не изолированные.

По герметизации от большого давления:

Не герметичные;
Герметичные.

По стойкости к механическому влиянию:

Устойчивые к вибрации;
Ударостойкие;
Простые.

По количеству контролируемых зон:

Рассчитанные на одну зону;
Рассчитанные на несколько зон.

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.

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:

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;
Проводники соединяются только в активной части. Остальная часть проводов строго изолируется;
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;
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:

ВР5 и ВР20;
ВАР5 и ВР20;
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.

Видео

Оцените статью:

Основные типы термопар

В таблице приведены соответствия типов отечественных и импортных термопар

Тип температурного датчика	Сплав элемента	Российская маркировка температурных датчиков	Температурный диапазон
	Термопара типа ТХК – хромель, копель(производства СССР или РФ)	хромель, копель	-200 … 800 °C
Термопара типа U	медь-медьникелевые		-200 … 500 °C
Термопара типа L	хромель, копель	ТХК	-200 … 850 °C
Термопара типа B	платинородий-платинородиевые	ТПР	100 … 1800 °C
Термопара типа S	платинородий-платиновые	ТПП	0 … 1700 °C
Термопара типа R	платинородий-платиновые	ТПП	0 … 1700 °C
Термопара типа N	нихросил нисил	ТНН	-200 … 1300 °C
Термопара типа E	хромель-константановые	ТХКн	0 … 600 °C
Термопара типа T	медь-константановые	ТМК	-200 … 400 °C
Термопара типа J	железо-константановые	ТЖК	-100 … 1200 °C
Термопара типа K	хромель, алюмель	ТХА	-200 … 1300 °C

Производитель:
Termotech

Что такое термопара: виды, характеристики и принцип работы термопары лабораторных печей

Промышленные и лабораторные печи используются для подготовки и обработки различных материалов. Техника выполняет множество термозадач. Измерить степень прогрева, соответственно контролировать рабочие процессы, легко при помощи термопары. Можно приобрести уже готовый элемент или создать его собственноручно.

Термопары имеют различные граничные показатели, что позволяет подобрать вариант, работающий с определенным температурным диапазоном

Особенности термопары для муфельной печи

Термопара для электропечи – это деталь, позволяющая измерять температуру в различных, в том числе и экстремальных условиях. Выполняется элемент из двух спаянных в одной точке проводников. Проволока изготавливается из спецсплавов. Нагреваясь, основа вырабатывает электричество. Чем выше температура в камере, тем больше милливольт образуется.

Термопара выполняется из двух проводников, которые выполнены из разных сплавов. Соединяются они между собой исключительно с одной стороны

Выпускаются термопары в разном исполнении, отличаться может:

Толщина электродов.
Материал проводов.
Внешняя оболочка.
Клемника и т.д.

Tермопарная оболочка выполняется как из специализированных сплавов, так и керамики

Конструктивные особенности термопары

Перед тем, как сделать термопару убедитесь, что выбранный способ исполнения подойдет для предполагаемых производственных условий. Тип конструкции напрямую отражается на:

Максимальной рабочей температуре.
Среде применения.
Эксплуатационном сроке.

Из конструктивных особенностей заострить внимание стоит на:

Соединении. Электродные кончики скручиваются между собой и скрепляются в одной точке. Для этого применяют сварку или пайку. Тугоплавкую проволоку нередко соединяют скруткой, не сваривая. При этом стыковка возможна исключительно в рабочем спае. По длине необходимо оградить провода от взаимодействия.
Изоляции. Как изолировать электроды, зависит от наибольшего температурного предела. Для максимальной отметки от +100°С до +120°С может применяться любой способ, в том числе и воздушный. Если отметка достигает +1300°С, используют фарфоровые одно- и двухканальные трубки. Пирометрическая керамика не подойдет для более высоких температур, она может размягчиться. В этом случае рекомендуются трубки из окиси алюминия, выдерживающие до +1950°С. Для t° от +2000°С применяют изоляцию из окиси магния или бериллия, а также двуокиси тория или циркония.
Внешней защите. Обязательно нужно учитывать рабочую среду. Термопару защищают при помощи металлической, керамической или металлокерамической трубки-чехла с закрытым концом. Благодаря ей обеспечивается механическая стойкость элемента, его герметичность.

Создавая электропечь для промышленных целей, важно правильно подобрать защитный материал термопары. Убедитесь, что он сможет выдержать длительное пребывание в граничных температурах. Учитывается степень стойкости к химической среде, газонепроницаемость и теплопроводность

На чем основан принцип работы термопары

Как работает термопара – принцип работы базируется на термоэлектрике. Его действие заключается в следующем:

Между спаянными элементами образуется контактное отличие потенциалов.
Когда участки состыкованных в цепь проводов с равным нагревом, сумма разностей – ноль.
Если спайки имеют не одинаковую отметку нагрева, отличие потенциалов будет зависеть от имеющегося термопоказателя.

Как работает термопара – схема подключения измерителя градации температур в муфельной печи

Показатель пропорциональности – это коэффициент термо-ЭДС. Если отметка 0, значит ток не течет. Если величина выше или ниже ноля – между концами появится перепад потенциалов.

Принцип действия термопары легко рассмотреть на примере эффекта Зеебека. Спайки из сплава с не нулевыми коэффициентами термо-ЭДС, помещены в зону с определенной t° – T1. Получаем напряжение, возникшее между нашими контактами. Возникает другая термоотметка – T2. Показатель будет соответствовать разности температур T1 и T2

Основные виды термопар

Применяются термопары в оборудовании различного назначения. Поэтому для проводников используются разнообразные сплавы, характеристики которых позволяют предельно точно длительно или кратковременно определять температуру в среде.

Согласно ГОСТ термопары делят на категории ТСП, ТНН, ТМК, ТПР, ТМК, ТЖК, ТВР, ТПП, ТХК и ТХА. Их подразделяют на подгруппы, учитывая материалы для проводников и предельные температуры:

Тип	Сплавы	Максимальная температура	Свойства
Е	Константан / Хромель	+800°С	Немагнитное соединение, характеризующееся высокой производительностью
J	Железо / Константан	+700°С	Сплав отличается чувствительностью к изменению температур
К	Алюмель / Хромель	+1100°С	Подходит для инертных и неокисляющих атмосфер
М	Медь / Копель	+1300°С	Применяется для вакуумных печей.
N	Нихросил / Нисил	+1100°С	Универсальны, характеризуются высокой стабильностью
В, R, S	Родий / Платина	+1700°С	Используется для вакуумной, газовой и окисленной среды

Таблица основных классов и характеристики термопар

Как выбрать термопару для муфельной печи

Если Вам необходима термопара для муфельной печи, при выборе подходящей модели обратите внимание на:

Длину проводника.
Диаметр измерительного штыря.
Сечение провода.
Диапазон температур.
Стабильность показателей.

При выборе термопары для лабораторных или промышленных муфельных печей, обязательно учитывайте максимальные рабочие температуры и длительность процессов

Как сделать термопару

Независимо от того, создаете вы электропечь своими руками, или заменяете поврежденные элементы, важно соблюдать правила установки всех деталей. Подключение термопары к преобразователю может осуществляться одним из вариантов:

Дифференциальным. Применяются два спаянных проводника, с разными ЭДС коэффициентами. Преобразователь подсоединяется к месту разрыва одного из электродов.
Простым. Подключение системы выполняется напрямую к двум термо проводам.

Чтобы дистанционно подключить термопары, необходимо выбрать провода. Есть два основных типа

Компенсационные. Чаще всего применяют для термопар, выполненных из драгсплавов. Их состав отличается от электродного.
Удлинительные. Выполняются из материала, используемого для электродов, но имеют иное сечение.

Материалы для термопары имеют свои особенности, достоинства и недостатки. Учитывайте все факторы, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант, для конкретных задач

Если Вам нужна многофункциональная, хорошая муфельная печь обращайтесь в ТД «Лабор». Специалисты компании помогут разобраться во всех деталях и подберут оптимальный вариант оборудования, учитывая все производственные нюансы!

особенности, описание, виды и принцип работы термоэлектрических датчиков

Термопара — это термоэлектрический преобразователь. Иными словами – это прибор, используемый для измерения температур в разных областях: в медицине, в промышленности, науке, в системах автоматики, а также в быту. В настоящее время термопары широко распространены и применяются практически повсюду. На практике чаще всего используются термопары K типа, а также J и Т. С их помощью измеряют температуры воды, воздуха, газов, смазочных материалов и так далее.

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:

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.
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.
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.
Тип M. Эти термопары применяются в основном в вакуумных печах. Используются при температурах до +1400 °C.
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.
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.
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.

Термопары-Термопары-Что такое термопара-Типы термопар

Добро пожаловать на ThermocoupleInfo.com!

Что такое термопара?
Термопара – это датчик, используемый для измерения температуры. Термопары состоят из двух проводов из разных металлов. Ножки проволоки свариваются на одном конце, образуя стык. Это место, где измеряется температура. Когда соединение испытывает изменение температуры, создается напряжение.Затем напряжение можно интерпретировать с помощью справочных таблиц термопар для расчета температуры.

Существует множество типов термопар, каждая из которых имеет свои уникальные характеристики с точки зрения температурного диапазона, долговечности, вибростойкости, химической стойкости и совместимости с областями применения. Типы J, K, T и E – это термопары из «недрагоценных металлов», наиболее распространенные типы термопар. Термопары типов R, S и B – это термопары из благородных металлов, которые используются в высокотемпературных приложениях (подробности см. В разделе диапазоны температур термопар. ).

Термопары используются во многих промышленных, научных и OEM-приложениях. Их можно найти практически на всех промышленных рынках: электроэнергетика, нефть / газ, Фармацевтика, биотехнологии, цемент, бумага и целлюлоза и т. Д. Термопары также используется в бытовых приборах, таких как плиты, топки и тостеры.

Термопары обычно выбирают из-за их низкой стоимости и высокой температуры. ограничения, широкий диапазон температур и прочный характер.

Прежде чем обсуждать различные типы термопар, следует отметить, что термопары часто заключают в защитную оболочку, чтобы изолировать ее от окружающей атмосферы. Эта защитная оболочка значительно снижает воздействие коррозии. Термопара типа K (никель-хром / никель-алюмель): тип K является наиболее распространенным типом термопар. Он недорогой, точный, надежный и имеет широкий температурный диапазон.

Диапазон температур:

Провод для термопар, от –454 до 2300F (от –270 до 1260 ° C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 2.2C или +/- 0,75%
Специальные пределы погрешности: +/- 1,1 ° C или 0,4%

Термопара типа J (железо / константан): Тип J также очень распространен. Он имеет меньший температурный диапазон и более короткий срок службы при более высоких температурах, чем тип K. Он эквивалентен типу K с точки зрения затрат и надежности.

Диапазон температур:

Провод для термопар, от -346 до 1400F (от -210 до 760 ° C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 2.2C или +/- 0,75%
Специальные пределы погрешности: +/- 1,1 ° C или 0,4%

Диапазон температур:

Провод для термопар, от -454 до 700F (от -270 до 370C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 1.0C или +/- 0,75%
Специальные пределы погрешности: +/- 0,5 ° C или 0,4%

Термопара типа E (никель-хром / константан): тип E имеет более сильный сигнал и более высокую точность, чем тип K или тип J, в умеренных диапазонах температур от 1000F и ниже. Подробную информацию см. В таблице температур (ссылка).

Диапазон температур:

Провод для термопар, от -454 до 1600F (от -270 до 870C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 1.7C или +/- 0,5%
Специальные пределы погрешности: +/- 1,0 ° C или 0,4%

Термопара типа N (Nicrosil / Nisil): Тип N имеет те же пределы точности и температуры, что и Тип K. Тип N немного дороже.

Диапазон температур:

Провод для термопар, от -454 до 2300F (от -270 до 392 ° C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 2.2C или +/- 0,75%
Специальные пределы погрешности: +/- 1,1 ° C или 0,4%

ТЕРМОПАРЫ NOBLE METAL (Тип S, R и B):
Термопары из благородных металлов выбраны за их способность выдерживать чрезвычайно высокие температуры, сохраняя при этом свою точность и срок службы. Они значительно дороже термопар из недрагоценных металлов.
Термопара типа S (платина родий – 10% / платина): Тип S используется в приложениях с очень высокими температурами.Обычно он используется в биотехнологической и фармацевтической отраслях. Иногда он используется в приложениях с более низкими температурами из-за его высокой точности и стабильности.

Диапазон температур:

Провод для термопар, от -58 до 2700F (от -50 до 1480C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 1,5 ° C или +/- 0,25%
Специальные пределы погрешности: +/- 0.6C или 0,1%

Термопара типа R (платина-родий -13% / платина): Тип R используется при очень высоких температурах. Он имеет более высокий процент родия, чем тип S, что делает его более дорогим. Type R очень похож на Type S с точки зрения производительности. Иногда он используется в приложениях с более низкими температурами из-за его высокой точности и стабильности.

Диапазон температур:

Провод для термопар, от -58 до 2700F (от -50 до 1480C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 1.5C или +/- 0,25%
Специальные пределы погрешности: +/- 0,6 ° C или 0,1%

Термопара типа B (платина родий – 30% / платина родий – 6%): термопара типа B используется в приложениях с очень высокими температурами. У него самый высокий температурный предел из всех термопар, перечисленных выше. Он поддерживает высокий уровень точности и стабильности при очень высоких температурах.

Диапазон температур:

Провод для термопар, от 32 до 3100F (от 0 до 1700C)
Удлинительный провод, от 32 до 212F (от 0 до 100C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 0.5%
Специальные пределы погрешности: +/- 0,25%

Заземленные термопары: это наиболее распространенный тип спая. Термопара заземляется, когда оба провода термопары и оболочка свариваются вместе, образуя одно соединение на конце зонда. Заземленные термопары имеют очень хорошее время отклика, потому что термопара находится в прямом контакте с оболочкой, что позволяет легко передавать тепло. Недостатком заземленной термопары является то, что термопара более восприимчива к электрическим помехам.Это связано с тем, что оболочка часто контактирует с окружающей областью, создавая путь для помех.

Незаземленные термопары (или незаземленные обычные термопары): термопара не заземлена, когда провода термопары свариваются вместе, но они изолированы от оболочки. Провода часто разделены минеральной изоляцией.

Открытые термопары (или «термопары с неизолированной проволокой»): термопара становится оголенной, когда провода термопары свариваются вместе и непосредственно вставляются в технологический процесс.Время отклика очень быстрое, но оголенные провода термопары более подвержены коррозии и разрушению. Если ваше приложение не требует открытых соединений, этот стиль не рекомендуется.

Незаземленная Необычная: Незаземленная нестандартная термопара состоит из двойной термопары, изолированной от оболочки, и каждый из элементов изолирован друг от друга.

Сравнение оболочки термопары:

316SS (нержавеющая сталь): это наиболее распространенный материал оболочки.Он относительно устойчив к коррозии и экономичен.
304SS: Эта оболочка не так устойчива к коррозии, как 316SS. Разница в стоимости между 316SS и 304SS является номинальной.
Inconel (зарегистрированная торговая марка) 600: Этот материал рекомендуется для высококоррозионных сред.

Каковы специальные пределы ошибок (SLE)?

Особые пределы погрешности: эти термопары изготовлены из термопарного провода более высокого качества, что увеличивает их точность.Они дороже стандартных термопар.

Стандартные пределы погрешности: в этих термопарах используется стандартный провод «класса термопар». Они менее дорогие и более распространенные.

М.И. Кабель (с минеральной изоляцией) используется для изоляции проводов термопар друг от друга и от металлической оболочки, которая их окружает. Кабель MI имеет два (или четыре в дуплексном режиме) провода термопары, идущие по середине трубки. Затем трубка заполняется порошком оксида магния и уплотняется, чтобы обеспечить надлежащую изоляцию и разделение проводов.Кабель MI помогает защитить провод термопары от коррозии и электрических помех.

Системная ошибка вычисляется путем сложения точности датчика температуры (термопары) и точности измерителя, используемого для считывания сигнала напряжения. Например, термопара типа K имеет точность +/- 2,2 ° C выше 0 ° C. Допустим, счетчик имеет точность +/- 1С. Это означает, что общая погрешность системы составляет +/- 3,3 ° C выше 0 ° C.

Диапазон температур:
Во-первых, учтите разницу в диапазонах температур.Термопары из благородных металлов могут достигать 3100 F, в то время как стандартные RTD имеют предел 600 F, а RTD с расширенным диапазоном имеют предел 1100 F.

Стоимость:
Термопара с простым штоком в 2–3 раза дешевле, чем RTD с простым штоком. Узел головки термопары примерно на 50% дешевле, чем узел эквивалентной головки RTD.

Точность, линейность и стабильность:
Как правило, RTD более точны, чем термопары.Особенно это актуально в более низких диапазонах температур. RTD также более стабильны и имеют лучшую линейность, чем термопары. Если точность, линейность и стабильность являются вашими первоочередными задачами, и ваше приложение находится в пределах температурных пределов RTD, выберите RTD.

Прочность:
В сенсорной индустрии RTD считаются менее прочным сенсором по сравнению с термопарами. Однако REOTEMP разработал производственные технологии, которые значительно повысили долговечность наших датчиков RTD.Эти методы делают RTD REOTEMP почти эквивалентными термопарам с точки зрения долговечности.

Время отклика:
RTD не могут быть заземлены. По этой причине у них более медленное время отклика, чем у заземленных термопар. Кроме того, термопары могут быть размещены внутри оболочки меньшего диаметра, чем RTD. Меньший диаметр оболочки увеличивает время отклика. Например, заземленная термопара внутри диаметром 1/16 дюйма. оболочка будет иметь более быстрое время отклика, чем RTD диаметром ¼ ”.ножны.

Типы термопар – Типы термопар

Термопара типа J: Тип J также очень распространен. Он имеет меньший температурный диапазон и более короткий срок службы при более высоких температурах, чем тип K. Он эквивалентен типу K с точки зрения затрат и надежности.

Тип J Температурный диапазон:

Провод для термопар, от -346 до 1400F (от -210 до 760 ° C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Тип J Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 2.2C или +/- 0,75%
Специальные пределы погрешности: +/- 1,1 ° C или 0,4%

Рекомендации по применению термопар типа J с неизолированным проводом:

Тип J хорошо подходит для окислительной атмосферы

Справочная таблица термопар типа J

Термопара типа K (никель-хром / никель-алюмель): тип K является наиболее распространенным типом термопар.Он недорогой, точный, надежный и имеет широкий температурный диапазон. Тип K обычно используется в ядерных приложениях из-за его относительной радиационной стойкости. Максимальная постоянная температура составляет около 1100 ° C.

Тип K Температурный диапазон:

Проволока для термопар, от –454 до 2300F (от –270 до 1260 ° C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Тип K Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 2.2C или +/- 0,75%
Специальные пределы погрешности: +/- 1,1 ° C или 0,4%

Рекомендации по применению термопар типа K с неизолированным проводом:

Тип K хорошо подходит для окислительной атмосферы

Справочная таблица термопар типа K

Термопара типа T (медь / константан): термопара типа T является очень стабильной и часто используется в приложениях с очень низкими температурами, таких как криогенная техника или морозильники со сверхнизкой температурой.Он также встречается в других лабораторных условиях. Тип T имеет отличную воспроизводимость в диапазоне от –380F до 392F (от –200C до 200C).

Температурный диапазон типа T:

Проволока для термопар, от –454 до 700F (от –270 до 370C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Тип T Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 1,0 ° C или +/- 0,75%
Специальные пределы погрешности: +/- 0.5C или 0,4%

Рекомендации по применению термопар типа T с неизолированным проводом:

Тип T хорошо подходит для окислительной атмосферы

Справочная таблица термопар типа T

Термопара типа N (Nicrosil / Nisil): Тип N имеет те же пределы точности и температуры, что и Тип K. Тип N немного дороже. Тип N имеет лучшую воспроизводимость в диапазоне от 572F до 932F (от 300C до 500C) по сравнению с типом K.

Тип N Диапазон температур:

Максимальная непрерывная рабочая температура: до 2300F (1260 ° C)
Краткосрочное использование: 2,336F (1,280C)
Провод для термопар, от -454 до 2300F (от -270 до 1260 ° C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Тип N Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 2,2 ° C или +/- 0,75%
Специальные пределы погрешности: +/- 1.1С или 0,4%

Рекомендации по применению термопар типа E с неизолированным проводом:

Тип N лучше выдерживает окисление при высоких температурах по сравнению с типом K.

Справочная таблица термопар типа N

Термопара типа E (никель-хром / константан): тип E имеет более сильный сигнал и более высокую точность, чем тип K или тип J, в умеренных диапазонах температур от 1000F и ниже.Тип E также более стабилен, чем тип K, что увеличивает его точность.

Тип E Температурный диапазон:

Провод для термопар, от -454 до 1600F (от -270 до 870 ° C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Тип E Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 1,7 ° C или +/- 0,5%
Специальные пределы погрешности: +/- 1,0 ° C или 0,4%

Рекомендации по применению термопар типа E с неизолированным проводом:

В окислительной или инертной атмосфере рабочий диапазон составляет примерно от –418F до 1,652F (от –250C до 900C).

Справочная таблица термопар типа E

Тип B Температурный диапазон:

Провод для термопар, от 32 до 3100F (от 0 до 1700C)
Удлинительный провод, от 32 до 212F (от 0 до 100C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 0,5%
Специальные пределы погрешности: +/- 0,25%

Справочная таблица термопар типа B

Термопара типа R (платина-родий -13% / платина): Тип R используется при очень высоких температурах.Он имеет более высокий процент родия, чем тип S, что делает его более дорогим. Type R очень похож на Type S с точки зрения производительности. Иногда он используется в приложениях с более низкими температурами из-за его высокой точности и стабильности. Тип R имеет немного более высокую выходную мощность и улучшенную стабильность по сравнению с типом S.

Температурный диапазон типа R:

Проволока для термопар, от -58 до 2700F (от -50 до 1480 ° C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 1.5C или +/- 0,25%
Специальные пределы погрешности: +/- 0,6 ° C или 0,1%

Справочная таблица термопар типа R

Термопара типа S (платина родий – 10% / платина): Тип S используется в приложениях с очень высокими температурами. Обычно он используется в биотехнологической и фармацевтической отраслях. Иногда он используется в приложениях с более низкими температурами из-за его высокой точности и стабильности.Тип S часто используется с керамической защитной трубкой.

Тип S Диапазон температур:

Максимальная непрерывная рабочая температура: до 2912F (1600 ° C)
Кратковременное использование: до 3092F (1700C)
Провод для термопар, от -58 до 2700F (от -50 до 1480C)
Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200C)

Точность (в зависимости от того, что больше):

Стандарт: +/- 1.5C или +/- 0,25%
Специальные пределы погрешности: +/- 0,6 ° C или 0,1%

Рекомендации по применению термопар типа J с неизолированным проводом:

Тип S может использоваться в инертной и окислительной атмосфере при температуре до 2,912F (1600C) непрерывно и до 3092F (1700C) для краткосрочного использования.

Справочная таблица термопар типа S

Типы термопар | Узнайте о типах термопар

и сравните их

Термопары доступны в различных комбинациях металлов или калибровок.Наиболее распространены термопары из «основного металла», известные как типы J, K, T, E и N. Существуют также высокотемпературные калибровки – также известные как термопары из благородных металлов – типов R, S, C и GB.

Различия в типах термопар

Каждая калибровка имеет свой диапазон температур и среду, хотя максимальная температура зависит от диаметра провода, используемого в термопаре. Хотя калибровка термопары определяет диапазон температур, максимальный диапазон также ограничен диаметром провода термопары.То есть очень тонкая термопара может не достичь полного диапазона температур. Общие температурные диапазоны термопар

Калибровка	Температура Диапазон	Стандартные пределы ошибки	Специальные пределы ошибки
Дж	от 0 до 750 ° C (от 32 ° до 1382 ° F)	Больше 2.2 ° C или 0,75%	Более 1,1 ° C или 0,4%
К	от -200 ° до 1250 ° C (от -328 ° до 2282 ° F)	Более 2,2 ° C или 0,75%	Более 1,1 ° C или 0,4%
E	от -200 ° до 900 ° C (от -328 ° до 1652 ° F)	Больше 1.7 ° C или 0,5%	Более 1,0 ° C или 0,4%
т	от -250 до 350 ° C (от -418 ° до 662 ° F)	Более 1,0 ° C или 0,75%	Более 0,5 ° C или 0,4%

Какова точность и температурный диапазон различных термопар?

Важно помнить, что точность и диапазон зависят от таких факторов, как сплавы термопары, измеряемая температура, конструкция датчика, материал оболочки, измеряемая среда, состояние среды (жидкость, твердое тело или газ) и диаметр либо провода термопары (если он оголен), либо диаметр оболочки (если провод термопары не оголен, но в оболочке).

Справочные таблицы для термопар

Термопары
вырабатывают выходное напряжение, которое может быть коррелировано с температурой, которую измеряет термопара. В документах в таблице ниже указаны термоэлектрическое напряжение и соответствующая температура для данного типа термопары. В большинстве документов также указаны температурный диапазон термопары, пределы погрешности и условия окружающей среды.

Почему термопары типа K так популярны? Термопары

типа K так популярны из-за их широкого диапазона температур и долговечности.Материалы проводников, используемые в термопарах типа K, более химически инертны, чем тип T (медь) и тип J (железо). Хотя выходная мощность термопар типа K немного ниже, чем у термопар типов T, J и E, она выше, чем у их ближайшего конкурента (тип N), и они используются дольше.

Как выбирать между разными типами?

Каждый тип термопары имеет обозначенный цветовой код, определенный в ANSI / ASTM E230 или IEC60584. Тип можно определить по цвету следующим образом:

Калибровка	ANSI / ASTM E230	МЭК 60584
Тип K:	Желтый (+) / Красный (-)	Зеленый (+) / Белый (-)
Тип J:	Белый (+) / Красный (-)	Черный (+) / Белый (-)
Тип T:	Синий (+) / Красный (-)	Коричневый (+) / Белый (-)
Тип E:	Пурпурный (+) / Красный (-)	Пурпурный (+) / Белый (-)
Тип N:	Оранжевый (+) / Красный (-)	Роза (+) / Белый (-)
Тип R:	Черный (+) / Красный (-)	Оранжевый (+) / Белый (-)
Тип S:	Черный (+) / Красный (-)	Оранжевый (+) / Белый (-)
Тип B:	Черный (+) / Красный (-)	Оранжевый (+) / Белый (-)
Тип C:	Не установлены	Не установлены

Кроме того, некоторые материалы обладают сильным или слабым магнитным действием:

Положительный тип J (сильно магнитный), положительный тип K (слабый магнитный).

Для определения полярности подключите термопару к вольтметру, способному измерять милливольты или микровольты и наблюдая за увеличением выходного сигнала при небольшом нагреве наконечника.

Как выбирать между разными типами?

Выбор правильного типа термопары зависит от ее соответствия вашим требованиям к измерениям. Вот несколько моментов, которые следует учитывать:

Диапазон температур: Различные типы термопар имеют разные диапазоны температур.Например, тип T с медной опорой имеет максимальную температуру 370 ° C или 700 ° F. Тип K, с другой стороны, может использоваться до 1260 ° C или 2300F.
Размер проводника: Диаметр проводов термопары также необходимо учитывать, когда требуются длительные измерения. Например, термопары типа T рассчитаны на 370C / 700F, однако, если ваша термопара имеет провода # 14AWG (диаметр 0,064 дюйма), они рассчитаны на 370C / 700F. Если ваша термопара имеет провода # 30AWG, температура падает до 150 ° C / 300F.Более подробную информацию можно найти здесь (см. Таблицу внизу страницы H-7).
Точность: Термопары типа T имеют самую высокую точность из всех термопар из недрагоценных металлов при ± 1 ° C или ± 0,75%, в зависимости от того, что больше. Далее следуют тип E (± 1,7 ° C или 0,5%) и типы J, K и N (± 2,2 ° C или 0,75%) для стандартных пределов погрешности (согласно ANSI / ASTM E230).

Другими важными факторами являются материалы оболочки (для погружного зонда), изоляционный материал (для проводного или поверхностного сенсора) и геометрия сенсора.Техническое обучение Пример использования

Сколько типов термопар существует и чем они отличаются?

Тип K, Тип J, Тип N – список типов термопар выглядит как алфавитный суп.По мере того, как технологии совершенствуются, а производители предлагают больше вариантов, становится все труднее отслеживать все различные названия и классификации. В этой статье описаны 11 наиболее распространенных типов промышленных термопар.

Термопары – одно из наиболее распространенных устройств, используемых в различных отраслях и сферах применения для измерения температуры. Эти электрические термометры состоят из двух проводов из разнородных металлов, соединенных вместе в точке измерения, также известной как горячий спай. Из-за разницы в электроотрицательности двух металлов изменения температуры в горячем спайе вызывают разность напряжений на другом конце проводов, называемом точкой соединения или холодным спаем.(См. Это видео для получения более подробной информации о том, что такое термопары и как они работают.)

Типы термопар

Что отличает одну термопару от другой, так это металлы в ее двух проводах: положительном и отрицательном полюсе. Поскольку каждый тип термопары имеет разные пары, они различаются температурными пределами, условиями процесса (инертная, окислительная, восстановительная атмосфера, сильная вибрация) и т. Д. Но сколько существует типов термопар?

Точное число определить непросто.Он увеличивается по мере того, как производители разрабатывают новые составы / пары и когда организации по стандартизации признают их, и уменьшается, когда определенные типы термопар теряют популярность и становятся устаревшими. Кроме того, существуют термопары с разными названиями, но лишь немного отличающиеся вариации одних и тех же пар.

Но мы можем с уверенностью сказать, что есть две основные группы термопар. В одном из них используются такие материалы, как железо, никель, медь и хром – неблагородные металлы, которые в паре создают высокие термоэлектрические напряжения.Другая группа включает более дорогие благородные металлы, такие как родий, платина, рений и вольфрам, которые используются при гораздо более высоких температурах.

Условные обозначения термопар

Большинство термопар имеют только буквенные названия, и обозначения кажутся произвольными. Другими словами, буквы не соответствуют химическому символу доминирующего металла, а их типы не стандартизированы в алфавитном порядке. Американский национальный институт стандартов (ANSI) и аккредитованное ANSI Американское общество испытаний и материалов (ASTM) перечисляет девять основных типов термопар: B, E, J, K, N, R, S, T и C.

Единственным исключением из произвольных обозначений являются термопары, содержащие вольфрам с химическим обозначением W и рений. Число после буквы W указывает, сколько рения находится в положительной ветви. Например, тип W5 означает, что положительная ветвь состоит на 95% из вольфрама и 5% из рения. Если числа нет, в положительной ветви нет рения. Вольфрамовые термопары имеют самый высокий температурный предел среди всех типов: до 4200 ° F (2320 ° C)

В то время как большинство термопар имеют одно название, эти три типа вольфрама имеют больше:

Тип W5 или Тип C
Тип W3 или Тип D
Тип WR или Тип W или Тип G

Типы, состав и применение термопар

Итак, сколько существует типов термопар? Быстрый ответ: «как минимум 11.Самыми распространенными являются K, J, N, E и T – с менее дорогими цветными металлами. Вот краткое руководство по всем типам термопар, доступных в WIKA.

05 W5 (C)

Тип	Материалы (положительное плечо указано первым)	Максимальная температура			Хромель (NiCr) Алюмель (NiAl)	2,300 ° F (1,260 ° C)	НПЗ
5	5	5 J Константан (CuNi)	1400 ° F (760 ° C)	Литье под давлением
N	Nicrosil (NiCr8Si) 2300 ° F (1260 ° C)	НПЗ, нефтехимия
E 90 005	Хромель (NiCr) Константан (CuNi)	1600 ° F (870 ° C)	электростанции
T	Медь ( T	) Медь ( ) Константан (CuNi)	700 ° F (370 ° C)	криогенная техника, морозильники, производство продуктов питания
R	945 9000 Platinum	2700 ° F (1480 ° C)	Установки для извлечения серы
S	Платина – 10% родий Платина	9000 ° C (1,480 ° C)	высокотемпературные печи, биотехнологии, фармацевтика, лаборатории
B	Платина – 30% родий Платина – 6% родий	3100 ° F (1700 ° C)	Производство стекла
*WR (G)**	Вольфрам 265%	Вольфрам 26002 Вольфрам 4200 ° F (2320 ° C)	Полупроводники, солнечные, аэрокосмические
W3 (D)	Вольфрам – 3% рений Вольфрам – 25%
Вольфрам – 5% рений Вольфрам – 26% рений

^{* также известный как тип W}

Подробнее о проводах WIKA см. В руководстве по термопарам. ‘магнетизм, цвета, коды и условия эксплуатации.По вопросам о том, какой электронный датчик температуры подходит для вашего применения, обращайтесь к нашим специалистам ETM.

Типы термопар

Термопара – это датчик температуры, который используется для измерения температуры в производственных, механических и научных приложениях, а также в бытовых приборах. Термопара может быть полезна для обеспечения надлежащего нагрева поверхностей, таких как сталь, другие металлы или металлические сплавы, для обработки или для измерения, когда контейнер или место слишком горячие и необходимо ввести охлаждающую жидкость.

Термопара работает на основе дифференциальных расчетов от известной точки температуры, называемой холодным или эталонным спаем, и датчика, подключенного к измеряемому устройству. Лабораторные условия допускают естественный холодный спай, но применяемые условия термопары часто требуют использования искусственно созданной постоянной температуры. Поскольку напряжения, возникающие при соединении разнородных металлов, известны и постоянны, они используются в качестве контрольных точек в зависимости от их отношения к измерительному переходу.Когда машина определяет эту разницу, она вычисляет температуру и отправляет сообщение на измерительное устройство.

Поскольку разные комбинации металлов вызывают разную температуру, и эти разные металлы имеют разные уровни прочности и прочности, исследователи создали стандартизированные комбинации, чтобы максимально использовать потенциал результата в стандартизированном наборе комбинаций.

Существует четыре различных классификации пар термопар, наиболее выделяемых заглавными буквами.Это домашний класс, высший класс, редкий класс и экзотический класс. Класс домашнего тела состоит из «стандартных» или обычно используемых металлов, в то время как класс верхней корки представляет все комбинации платины. Класс редких металлов состоит из тугоплавких металлов, а класс экзотических металлов гораздо более специфичен по своей природе, обычно это особые комбинации редких металлов, используемые для определенных применений.

Тип термопары

Состав

Температурный диапазон

2500-3100 градусов F

Платина 6% родий (-)

1370-1700 градусов C

W5Re Вольфрам 5% рений (+)

3000-4200 градусов по Фаренгейту

W26Re Вольфрам 26% рений (-)

39 1650-2000 градусов C

K K Хромель (+)

Никросил (+)

870-1450 градусов C

39 T

Хромель (+)

200-1650 градусов F

Константин (-)

95-900 градусов C

55

Железо (+)

200-1400 градусов F

Константин (-)

95-760 градусов C

200-2300 градусов F

Алюмель (-)

95-1260 градусов C

M 9000

Никель (+)

32-2250 градусов F

Никель (-)

0-1287 градусов C

1200-2300 градусов F

Nisil (-)

650-1260 градусов C

Платина 13% Родий (+)

1600-2640 градусов по Фаренгейту

Платина (-)

870-1450 градусов C

Платина 10% родий (+)

1800-2640 градусов F

Платина (-)

980-1450 градусов C

55

Медь (+)

отрицательная 330-660 градусов F

Constantan (-)

отрицательная 200-350 градусов C

9 Редкие и экзотические термопары не имеют присвоенных им специальных буквенных кодов, потому что они используются гораздо реже.Однако некоторые из этих комбинаций имеют стандартные диапазоны температур, перечисленные в технической литературе.

Помимо системы нумерации, термопары также обычно имеют цветовую кодировку. Цветовая кодировка отличается от страны к стране, поэтому лучше искать другую цветовую кодировку в зависимости от страны, из которой поступает материал.

Некоторые применения термопар включают измерение стали во время обработки. Термопары типов B, K, R и S наиболее подходят для этой работы из-за их высоких температурных диапазонов.Это помогает производителю узнать, когда расплавленный материал плавится до достаточной температуры. Нагревательные приборы также хорошо работают с термопарами. Газовые приборы могут стать слишком горячими, если их нагнетать до насыщения, что может создать опасные ситуации, когда газ находится под давлением и присутствуют высокие температуры. Термопары могут считывать температуру и активировать устройства отключения газа, когда ситуация становится нестабильной.

Пиромирование | Типы термопар | Тип J, Тип K, Тип N, Тип T, Тип E, Тип R, Тип S, Тип B, Тип C

Термопара состоит из сварного «горячего» спая между двумя разнородными металлами – обычно проводами – и эталонным спаем на противоположном конце.Металлические сплавы, выбранные в качестве Провода положительной и отрицательной ветви термопары определяют тип термопары. Выбор подходящего типа термопары для конкретного применения определяется температурой. ожиданиями и окружающей средой, в которой будет размещен датчик.

Далее следуют популярные общие и торговые названия для наиболее распространенных комбинаций проводов типа термопар, а также типичные области применения и ограничения для каждой из них.

Термопара типа K

Комбинация сплавов: Chromel® / Alumel® Темп.Диапазон: (от 0 до 1260) ° C [от 32 до 2300] ° F

Термопары типа K рекомендуются для непрерывной окислительной или нейтральной атмосферы и обычно используются при температурах выше 538 ° C [1000 ° F]. Они могут выйти из строя, если подвергается воздействию серы. Предпочтительное окисление хрома в положительной ветви при определенных низких концентрациях кислорода вызывает в большинстве случаев “ зеленую гниль ” и большие отрицательные калибровочные дрейфы. серьезные в диапазоне (от 816 до 1038) ° C [от 1500 до 1900] ° F. Эти проблемы могут предотвратить вентиляция или инертное уплотнение защитной трубки.

Термопара типа J

Комбинация сплава: железо / константан Темп. Диапазон: (от 0 до 760) ° C [от 32 до 1400] ° F

Термопара типа J подходит для вакуума, восстановительной или инертной атмосферы, окислительной атмосферы с уменьшенным сроком службы. Железо быстро окисляется при температуре выше 538 ° C [1000 ° F], поэтому только Для высокотемпературных применений рекомендуется проволока большого сечения. Открытые элементы не должны подвергаться воздействию сернистой атмосферы выше 538 ° C [1000 ° F].

Термопара типа T

Комбинация сплавов: медь / константан Темп. Диапазон: (от -200 до 370) ° C [от -328 до 700] ° F

Термопары типа T могут использоваться в окислительной, восстановительной или инертной атмосфере, а также в условиях вакуума. Они не подвержены коррозии во влажной атмосфере. См. Наш каталог «Пределы погрешности», опубликованный для диапазонов температур ниже нуля.

Термопара типа E

Комбинация сплавов: Chromel® / Constantan Temp.Диапазон: (от 0 до 870) ° C [от 32 до 1600] ° F

Термопары типа E рекомендуются для работы в окислительной или инертной атмосфере. Минусовые пределы погрешности не установлены. Этот тип имеет самую высокую термоэлектрическую вывод общих калибровок.

Термопара типа N

Комбинация сплавов: Nicrosil® / Nisil® Temp. Диапазон: (от 0 до 1260) ° C [от 32 до 2300] ° F

Термопары типа N могут использоваться в приложениях, где элементы типа K имеют более короткий срок службы и проблемы со стабильностью из-за окисления и развития «зеленой гнили».

Термопара типа S и термопара типа R

Комбинация сплавов типа S: платина / платина (10% родий)

Комбинация сплавов типа R: платина / платина (13% родий)

Темп. Диапазон: (от 538 до 1481) ° C [от 1000 до 2700] ° F

Очевидно, что термопары типов S и R очень похожи. Оба они рекомендуются для высокотемпературных применений и должны быть защищены неметаллическим защитная гильза и керамические изоляторы.Продолжительное использование при высоких температурах вызывает рост зерна, что может привести к механическому повреждению. Отрицательный дрейф калибровки может быть вызвано диффузией родия в чистую ветвь, а также испарением родия. Термопара типа R используется в промышленности, а тип S – в лаборатории.

Термопара типа B

Комбинация сплавов: платина (6% родий) / платина (30% родий)

Темп. Диапазон: (871–1704) ° C [1600–3100] ° F

Термопара типа B очень похожа на тип R и тип S, но мощность ниже.Он также менее подвержен разрастанию и сносу зерна.

Ищете термопары в сборе по стилю? См. Нашу страницу о термопарах.

Ищете точные характеристики? Смотрите наш каталог.

Chromel и Alumel являются зарегистрированными товарными знаками Hoskins Mfg. Co.

.
Nicrosil и Nisil являются зарегистрированными товарными знаками Amax Specialty Metals Corp.
Функция, типы, выбор и применение
Термопары – это датчики, измеряющие температуру.Их области применения варьируются от промышленного производства и экспериментальных установок до термометров для мяса, которые вы используете дома. Их часто используют везде, где важно иметь возможность надежно отслеживать или записывать данные о температуре. Я написал этот блог, чтобы дать вам представление о функциях, типах, выборе и применении термопар.
В этом посте мы рассмотрим:
В заключение мы расскажем о выборе, установке и использовании термопар в инженерных лабораториях.
Для тех, кто хочет быстро оторваться от земли, вот три основных шага по настройке системы контроля температуры:

Краткое руководство пользователя Шаг первый Приобретите следующее:
– Термопара зонда K-типа
– Разъемы для термопар
– Ручной измеритель термопары
Часто термопары зонда K-типа достаточно для общих измерительных задач. Портативное устройство Omega HH800 является хорошим выбором благодаря своей базовой функциональности и способности одновременно работать с двумя термопарами разных типов.
Шаг второй – Подключите провода термопары к разъему термопары с помощью небольшой отвертки и отложите это в сторону.
– На портативном измерителе выберите в меню термопару K-типа.
– Вставьте разъем термопары в измеритель и включите его.
– Выберите желаемые единицы (° F или ° C) в меню портативного измерителя.
– Убедитесь, что температура соответствует температуре окружающей среды.
Примечание. Если измеритель показывает температуру, отличную от окружающей, проверьте тип термопары в настройках портативного измерителя.
Шаг третий
Когда портативный измеритель правильно отображает комнатную температуру, готово! Теперь вы можете установить зонд в свой эксперимент с уверенностью, что он будет считывать правильную температуру.

Что такое термопара?
Как они работают?
Сердечник термопары обычного термоэлементного зонда состоит из двух разнородных металлов, соединенных в одной точке. Когда эта точка подвергается изменению температуры ( ΔT ), между двумя разнородными металлами внутри точки создается температурный градиент.Из-за термоэлектрического эффекта , также известного как эффект Пельтье-Зеебака , электрический потенциал В, формируется поперек этого температурного градиента. Калибровка между этим электрическим потенциалом и известными температурами позволяет определять неизвестные температуры на конце термопары. Схема стандартной термопары К-типа показана ниже в , рис. 1 .
Рисунок 1: Базовая схема термопары типа К ( Источник )
Это поведение можно описать следующим упрощенным термоэлектрическим уравнением, полученным из уравнений, управляющих эффектами Зеебака, Пельтье и Томсона.Более подробную информацию об этом можно найти здесь.
Типы датчиков термопар и их соответствующие свойства
Так же, как существует множество разнообразных применений термопар, существует множество типов термопар, которые им соответствуют. Здесь мы обсудим два наиболее распространенных типа термопар, используемых в промышленности: зонды и термопары для поверхностного монтажа. Вы можете найти ссылки на подробные ресурсы в конце этого раздела.
Зонд Термопары
используются в любое время, когда вам нужно контролировать или записывать температуру жидкости или газа внутри замкнутого объема, трубы или сосуда под давлением.Пример термопары зонда показан ниже в Рис. 2 .
Рисунок 2: Термопара обычного зондового типа с удлинителем и разъемом (Источник)
Датчики термопары зондового типа бывают различных типов, наиболее распространенными из них являются датчики термоэлементов (разнородных металлов), описанные выше, за которыми следуют платиновые датчики сопротивления, в которых используются резисторы с платиновой проволокой или плоские пленочные резисторы и датчики термисторного типа. в которых используется керамика (оксиды металлов).Последние два типа – хотя и более дорогие – обычно имеют точность от 0,1 ° C до 1,5 ° C, что значительно выше, чем у традиционных датчиков термоэлементов, точность которых находится в диапазоне от 0,5 ° C до 5,0 ° C. Прежняя термопара термоэлементного типа, хотя и менее точна, часто подходит для большинства общих применений. Полная таблица сходств и различий приведена ниже в Таблице 1.
Таблица 1: Типы датчиков термопар и их соответствующие характеристики (Источник)

Следует отметить, что при использовании датчиков зондового типа в среде, где оболочка и наконечник зонда погружены в жидкость, может возникнуть некоторая ошибка из-за теплопроводности вдоль оболочки термопары в систему или из нее.
Все эти типы термопар можно найти с удлинителями различной длины с разъемами или без них, с резьбовыми или безрезьбовыми вставками, а также с оболочкой различной длины для различных потенциальных применений.
Различные измерительные узлы и их применение
В дополнение к типам датчиков, описанным выше, существуют также различные материалы оболочки, используемые для защиты термоэлементов в различных областях применения. Здесь мы кратко коснемся трех переходов, которые доступны в качестве опций, имеющихся в продаже: открытый, изолированный и заземленный (заземленный).Каждый из этих типов показан в таблице ниже в Рисунок 3 .
Открытое соединение: Используется в первую очередь для измерения температуры некоррозионного газа, когда предпочтительно более быстрое время отклика.
Изолированный переход: Для использования в приложениях, где измеряемая жидкость или газ являются коррозионными или иным образом вредны для термоэлемента. Из-за изоляции время отклика меньше, чем у открытого перехода.
Заземленный переход: Вариант изолированного перехода, который рассчитан на применение с более высоким давлением и имеет более быстрое время отклика. Этот тип также подходит для применения в агрессивных средах.
Рисунок 3: Три типа измерительных переходов (Источник)
Поверхностный монтаж
Термопары для поверхностного монтажа аналогичны обычным термопарам, однако они отличаются тем, что вместо датчика, устанавливаемого на конце оболочки, датчик устанавливается заподлицо с плоским материалом, который может быть прикреплен к поверхности.Плоский монтаж предназначен для устранения ошибок, которые могут возникнуть, если весь датчик не соприкасается с измеряемой поверхностью. По этой причине термопары для поверхностного монтажа часто встречаются с кольцевым датчиком, что упрощает установку с помощью различных распространенных креплений. Они также бывают самоклеящимися или цементными для применения при более низких температурах. Их примеры показаны ниже: , рисунок 4, и , рисунок 5, соответственно.
Рисунок 4: Термопара для поверхностного монтажа с монтажным кольцом (Источник)
Рисунок 5: Термопара для поверхностного монтажа с липкой накладкой (Источник)
Как выбрать настройку термопары
Чтобы правильно выбрать термопару для вашего проекта, необходимо обязательно ответить на несколько основных вопросов:
Какую среду вы будете контролировать?
Каков ваш прогнозируемый диапазон температур?
Какова ваша желаемая частота дискретизации?
Вы хотите записывать или просто отслеживать данные о температуре?
Информация о вашей операционной среде дает информацию о вариантах выбора типа оболочки.Температурный диапазон и чувствительность термопар определяются комбинацией сплавов, из которых состоит датчик (например, J-типа, K-типа и т. Д.). В таблице 2 приведен список наиболее распространенных типов термопар.
Таблица 2: Типы и свойства термопар (Источник)

Примечание: Различные типы датчиков термопар были упомянуты до этого момента в целях обучения, однако в этом разделе и в целом вне контекста этого сообщения в блоге, когда кто-то ссылается на тип термопары, они обычно J-образный, K-образный и т. Д.а не тип датчика, который используется внутри самой термопары. Для получения дополнительной информации о типах термопар вы можете посетить Omega.
Желаемая частота дискретизации определяется вашей потребностью или отсутствием необходимости наблюдать тенденции за малый или большой временной шаг. Если событие короткое или происходит периодически в течение небольшого временного шага, датчик с более высокой частотой дискретизации, вероятно, будет иметь больше смысла, поскольку он будет фиксировать детали этого события. Если вы хотите, как правило, контролировать температуру с течением времени, то, вероятно, будет достаточно менее дорогостоящего датчика с более низкой частотой дискретизации.
Наконец, что наиболее просто, необходимо определить, хотите ли вы отслеживать и отображать свои данные в реальном времени или записывать их для экспорта для анализа. Если вы хотите контролировать свою температуру и устанавливать предупреждения в режиме реального времени, вы можете подключить провода от термопар к специализированным разъемам для термопар, которые показаны ниже на рис. 6 , а затем использовать портативный цифровой термометр, предназначенный для подключения разъемов термопар. пример которого показан ниже на рис. 7 .
Рисунок 6: Разъем термопары (источник)
Рисунок 7: Обычная модель портативного цифрового термометра (Omega HH800) (Источник)
Если ваш проект требует мониторинга и записи данных, термопары должны быть подключены к карте сбора данных, которая затем вставляется в шасси National Instruments (NI) и взаимодействует с программным обеспечением NI LabView . Мы не будем вдаваться в подробности настройки здесь, поскольку это сложный и трудоемкий процесс.
Где купить
Все компоненты, обсуждаемые в этом блоге, являются коммерческими готовыми компонентами, которые можно найти в McMaster-Carr или у вашего авторизованного дилера по приборам.
Пример использования
Объединив все это вместе, мы можем пошагово изучить процесс создания пользовательского высокотемпературного теплового колодца с низкими тепловыми потерями, созданного для проверки прототипа двигателя Стирлинга бета-типа.
Рисунок 8: Схема термопары K-типа, установленной для контроля высокотемпературного теплового колодца в специальной электрической духовке.
Общая идея этого проекта заключалась в создании теплообменника с постоянной температурой, в который можно было бы поместить горячий конец двигателя Стирлинга. Поскольку количество электричества, которое нагревательный элемент подавал в систему, и характеристики тепловых потерь системы в диапазоне температур были известны, энергия, передаваемая в двигатель Стирлинга, могла быть определена путем сравнения установившегося состояния печи с без прилагаемого Стирлинга. Учитывая, что выходная мощность двигателя Стирлинга также была известна, тогда можно было определить эффективность двигателя Стирлинга.
Чтобы выбрать правильную термопару для этого приложения, мы рассмотрели среду, которую нам нужно было контролировать; Поскольку это была внутренняя часть того, что представляет собой духовку, и мы имели дело с горячим воздухом в качестве рабочего тела, был выбран термометр зондового типа.
Тип термопары зонда зависел от диапазона температур, который мы ожидали увидеть в камере, и, поскольку температура внутри камеры известна – в данном случае она составляла 1100 ° C, мы смогли вернуться к таблице термопар, чтобы найдите термопару, диапазон температур которой включает эту температуру.В данном случае мы выбрали термопару К-типа.
В этом случае частота дискретизации не вызывала беспокойства, поскольку мы отслеживали температуру через нечастые интервалы, чтобы проверить, что регулятор температуры по-прежнему функционирует должным образом.
Установить термопару было так же просто, как вставить зонд в предварительно просверленное отверстие с резьбой сбоку от высокотемпературного нагревательного колодца. После закрепления концы проводов были подключены к разъему для термопары, который затем был подключен к переносному термометру, который принимает разъемы для термопар – в нашем случае мы использовали измеритель Omega модели HH800.
Больше новостей

Навигация по записям
Как найти утечку электричества в автомобиле: Как найти утечку электричества в автомобиле
Светодиод яркого свечения: Светодиоды яркого свечения. Обзор сверхярких светодиодов: область применения
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

Найти:
Рубрики
Интересн
Интересные факты
Новинки
Новые
Передатчик
Передатчики
Примеры схем
Простые
Разное
Советы
Схем
Схемы
Электрон
Электроника
© 2019 «Tree of life» — Производство и продажа аксессуаров для iPhone
* iPad, iPhone, iPod, iPod classic, iPod nano, iPod shuffle и iPod touch являются торговыми марками компании Apple Inc, зарегистрированными в США и других странах. Apple Store является торговой маркой компании Apple Inc. PhotoFast является зарегистрированной торговой маркой компании PhotoFast Company Limited.
Вступайте в клуб любителей