Termočlánky jsou velmi běžné typy snímačů teploty v průmyslu. Jsou robustní, nabízejí rychlou odezvu a mohou měřit vysoké teploty. Termočlánek je senzor, který přichází do kontaktu s měřeným prostředím, na rozdíl například od infračerveného teploměru. Teplotní čidlo termočlánku může být ponořeno do média, které může být kapalné nebo plynné a připojeno k zapisovači. Abyste pochopili metodu tepelného měření, kterou termočlánek používá, musíte se nejprve podívat na jeho složení. Potom uvidíme, jak se z měření elektrického proudu odvodí teplota. Určité postupy jsou nezbytné pro zajištění přesnosti měření teploty termočlánkem.
Termočlánková sonda využívá elektromotorickou sílu
snímač teploty termočlánku obsahuje dva kovové dráty nebo „vodivé kovové slitiny . Tyto vodiče jsou připojeny na jednom konci, na tomto přechodu se měří teplota. Obecně se nazývá svařování za tepla. Jejich druhý konec je připojen ke skříni pro měření teploty přes tzv. pájku nebo studený spoj.
Když se teplota horkého svaru změní, vytvoří se slabý elektrický proud. Tato elektromotorická síla (nebo emf) je úměrná teplotě ve stupních Celsia v místě měření. Ke stanovení používáme převodní tabulky termočlánků korespondence mezi naměřeným proudem a teplotou.
Jak vybrat materiály, ze kterých se skládá termočlánková sonda?
Rozsah měření teploty termočlánkových senzorů se liší v závislosti na kovech použitých k jejich výrobě. Tento rozdíl závisí na vodivosti slitin, které tvoří dráty páru. Tyto kombinace dvou typů slitin jsou klasifikovány podle toho, co nazýváme typy termočlánků.
Propojovací kabely jsou obecně mezi vodiči termočlánku a měřicími zařízeními, aniž by došlo ke zkreslení výsledků. To je možné díky zákonu mezikovů. Podle tohoto principu, i když třetí homogenní vodič integruje obvod, stávající elektromotorická síla nebude mít žádnou změnu.
Jak zajistit přesnost měření teploty termočlánkem?
Pro správné použití termočlánku musíte věnovat pozornost dvěma základním prvkům. Pokud je horký spoj tou částí sondy, která se zdá pro odečet teploty nejdůležitější, měli byste vědět, že princip funguje především díky rozdílu mezi měřitelnými napětími na obou koncích vodičů . Je proto nutné provést to, co se nazývá kompenzace studeného konce. Je také nutné zajistit spolehlivost měřicího systému prováděním kalibrace v různých fázích životnosti teplotní sondy.
Kompenzace studeného konce
Naměřený elektrický proud je ve skutečnosti výsledkem rozdílu teplot mezi horkým a studeným spojem. Existuje několik metod kompenzace studeného konce. Nejspolehlivější je udržovat studený spoj na teplotě 0°C jeho umístěním do ledové vodní lázně. Přestože je tato metoda snadno použitelná v laboratoři, není příliš vhodná pro průmyslové prostředí.
Druhou metodou je umístění studeného spoje do kalibrační pece, která udržuje spoj na známé teplotě pomocí termostatu. Je také možné ponechat studený spoj při pokojové teplotě a měřit teplotu na tomto spoji. Při výběru jedné z těchto dvou posledních metod je nutné provést diferenciální výpočet k odvození teploty horkého spoje. Ve skutečnosti převodní tabulky začínají od teploty 0°C. Získané měření napětí se poté převede na stupně Celsia podle názvu typ termočlánku, o který se jedná. Existují měřicí přístroje schopné přímo provádět výpočet kompenzace na základě přizpůsobitelných parametrů.
Zkalibrujte termočlánkovou sondu
Termočlánek je kalibrován těsně po jeho výrobě, před uvedením do prodeje. Existuje další kalibrace pokaždé, když změní přiřazení. Rovněž se doporučuje kalibrovat termočlánkovou sondu, jakmile je podezření na poruchu.
Dvě hlavní kalibrační metody pro senzorový termočlánek existovat. Při provádění porovnávací kalibrace je naměřená teplota termočlánku porovnána s měřením jiné teplotní měřicí sondy. Technika pevného bodu spočívá ve vystavení termočlánkové sondy přesné teplotě. To je 0,01 °C, teplota získaná, když je voda ve svých třech formách ve stejných částech.
Měření teploty v průmyslu
Bez ohledu na obor činnosti vyžaduje mnoho průmyslových procesů použití detektoru k měření teploty. Termočlánek je jedním z nejpoužívanějších zařízení. Jeho doba odezvy je krátká, je levný a dokáže měřit vysoké teploty. Termistorové senzory jsou v průmyslu také velmi rozšířené. Tento typ sondy měří teplotu na základě změn odporu materiálů. A konečně, plynové nebo kapalinové expanzní teploměry (olejové nebo glycerinové) nabízejí velkou přesnost. Jejich rozsah měření je však menší než u termočlánku nebo odporové sondy.
