V mnoha průmyslových odvětvích potřebují společnosti dosáhnout přesné kontroly teploty ve svých výrobních procesech. Pro měření povrchové teploty a zabránění chybám měření je nezbytné pochopit, jak tepelná sonda funguje. V případě termočlánek se hodnota teploty vypočítává z elektrického proudu. Tento výpočet vyžaduje zejména použití termočlánkových křivek. Zde vám přesně vysvětlíme, co tyto převodní křivky jsou a jak se používají.
Jak se počítá teplota pomocí termočlánku?
Abychom pochopili roli termočlánkových křivek, začněme připomenutím základů jak funguje termočlánek.
Co říkáte termočlánku?
Takzvaný termočlánek je typ teplotního senzoru široce používaný v průmyslu. Rozšířeně se sonda, tedy kompletní zařízení pro měření teploty, nazývá termočlánková sonda. Teplotní sonda se skládá z několika prvků včetně senzoru, který je v kontaktu s měřeným prostředím. Měřící box slouží k vyvolání zaznamenaných informací nebo i k jejich přepsání jako teploty ve stupních Celsia na displej. Z praktických důvodů je často nutné umístit mezi snímač a měřicí přístroj prodlužovací kabely. termočlánek měří kontaktní teplotu , na rozdíl od sond, které měří teplotu na dálku, jako je sonda infračerveného záření.
Pokud je termočlánková sonda tak široce používána, je to díky nízké ceně, vycházející z cen materiálů používaných k výrobě nejběžnějších typů termočlánků. Také se snadno používá, je odolný a umožňuje měřit teplotu v širokém rozsahu teplot. Navíc nabízí rychlou odezvu v případě kolísání teploty.
Jak převést napětí termočlánku na teplotu?
Termočlánková sonda umožňuje měřit teplotu daného média díky jevu zvanému Seebeckův jev. Když se spojí vodivé kovy různé povahy a jejich konce jsou vystaveny různým teplotám, vytvoří se slabý elektrický proud. Tento elektrický signál je pak nutné změřit a převést pro získání teploty ve stupních Celsia.
Termočlánkový senzor funguje díky existenci dvou odlišných svarů nebo spojů mezi dvěma dráty z kovové slitiny, které jej tvoří. Horký svar je ten, který je v kontaktu s okolím, které má být měřeno. Studený konec je připojen k přístroji pro měření napětí.
Každý typ má svůj vlastní Seebeckův koeficient, který umožňuje převod teplotního intervalu, který existuje mezi horkým a studeným spojem. Zde vstupují do hry termočlánkové křivky, což jsou konverzní pomůcky.
Převodní křivky podle typu termočlánku
Jak používat termočlánkovou převodní křivku?
Napěťové konverzní křivky jsou základními nástroji pro získání teploty ve stupních Celsia z elektromotorické síly (emf). Vazby mezi napětím a teplotou termočlánků skutečně nejsou lineární. Vztah mezi snímaným napětím a teplotou je také často reprezentován ve forměpřevodní tabulka termočlánků zobrazující milivolty a odpovídající teploty. Znázornění ve formě křivky umožňuje ocenit změny poměru milivolt/teplota. Tyto křivky jsou definovány podle typu, to znamená podle typu kovů použitých při výrobě termočlánkového senzoru.
Abyste mohli křivku použít, musíte začít definováním napětí, které je výsledkem vystavení senzoru dané teplotě. V termočlánkových křivkách toto napětí odpovídá napětí získanému když je studený spoj na 0°C. Nejjednodušší, teoreticky, je proto udržovat toto spojení na 0 °C. Když to není možné, pokračujeme s kompenzací studeného konce. Poté použijeme jiný měřicí systém, abychom zjistili teplotu studeného konce a poté provedli diferenciální výpočet.
Vezměte prosím na vědomí, že pro zajištění přesnosti měření teploty je nutné kalibrace termočlánku. Kalibrace se provádí několika způsoby, nejspolehlivější je pozorovat výsledek senzoru vystaveného teplotě trojného bodu vody. Lze jej také přirovnat k bodu varu vody nebo umístit do kalibrační pece. Pro zajištění spolehlivosti je nutné kontrolovat teplotu senzoru v celém jeho rozsahu měření.
Čím se liší typy termočlánků?
To, co termočlánky odlišuje, je povaha kovů používaných k výrobě vodivých drátů. Každý kov má specifickou teplotní odolnost. Spojením dvou kovových slitin k vytvoření termočlánkového senzoru se získá senzor se specifickými vlastnostmi.
Evropská norma uvádí nejběžnější termočlánky, jedná se o typy termočlánků. Označují se písmenem a je jich 8. Nejpoužívanější a také cenově nejdostupnější jsou typy K, J, T a E. Typy N, S, R a B umožňují měření vysokých teplot. S, R a B jsou vyrobeny z platiny, jejich cena je vyšší.
Hlavní charakteristikou, která odlišuje typy termočlánků, je jejich název rozsah měření teploty. Některé dokážou naměřit absolutní nulu a jiné velmi vysoké teploty. Typy jsou vhodné pro konkrétní aplikace, např. T, doporučené pro nízké teploty a kryogeniku. Kromě otázky velikosti teplot jsou určité materiályv určitých prostředích odolnější než jiné vůči oxidaci. Všimněte si také, že úroveň přesnosti měření se liší v závislosti na typu.
Poradci společnosti Thermometre.fr jsou k dispozici, aby zodpověděli vaše dotazy a pomohli vám vybrat nejvhodnější typ měřicí sondy vašim potřebám.
Jděte dále o termočláncích:
Chcete-li jít dále na téma termočlánky, doporučujeme také tyto články:
