Kontrol suhu termokopel

Thermocouple adalah jenis elemen penginderaan suhu. Ini secara langsung mengukur suhu dan mengubah sinyal suhu menjadi sinyal potensial termoelektrik, yang kemudian dikonversi menjadi suhu media yang diukur melalui instrumen listrik (instrumen sekunder). Prinsip dasar pengukuran suhu adalah bahwa dua konduktor dengan komposisi yang berbeda membentuk sirkuit tertutup. Ketika ada gradien suhu di kedua ujungnya, arus akan mengalir melalui sirkuit, dan akan ada gaya elektromotif - gaya termoelektrik - di antara kedua ujungnya,
Ini adalah efek Seebeck yang disebut. Ketika bahan logam ketiga terhubung ke sirkuit termokopel, selama suhu dua kontak bahan adalah sama, potensi termoelektrik yang dihasilkan oleh termokopel akan tetap tidak berubah dan tidak akan terpengaruh oleh koneksi logam ketiga ke sirkuit. Oleh karena itu, saat menggunakan termokopel untuk pengukuran suhu, instrumen pengukur dapat dihubungkan untuk mengukur potensi termoelektrik, dan suhu media yang diukur dapat ditentukan.
Dua konduktor homogen dengan komposisi yang berbeda adalah elektroda termoelektrik, dengan ujung suhu yang lebih tinggi sebagai ujung kerja dan ujung suhu yang lebih rendah sebagai ujung bebas, yang biasanya pada suhu konstan. Buat tabel kalibrasi termokopel berdasarkan hubungan fungsional antara potensi dan suhu termoelektrik; Tabel kalibrasi diperoleh di bawah kondisi suhu akhir bebas 0 derajat, dan termokopel yang berbeda memiliki tabel kalibrasi yang berbeda.

Prinsip kerja sensor suhu termokopel

Dua konduktor dengan komposisi yang berbeda (disebut kabel termokopel atau elektroda termoelektrik) dihubungkan di kedua ujungnya untuk membentuk sirkuit. Ketika suhu persimpangan berbeda, gaya elektromotif dihasilkan dalam sirkuit, yang disebut efek termoelektrik, dan gaya elektromotif ini disebut potensi termoelektrik. Termokopel menggunakan prinsip ini untuk pengukuran suhu, di mana ujungnya secara langsung digunakan untuk mengukur suhu media disebut ujung kerja (juga dikenal sebagai ujung pengukuran), dan ujung lainnya disebut ujung dingin (juga dikenal sebagai ujung kompensasi); Hubungkan ujung dingin ke instrumen tampilan atau instrumen pencocokan, dan instrumen tampilan akan menunjukkan potensi termoelektrik yang dihasilkan oleh termokopel.

Termokopel sebenarnya adalah konverter energi yang mengubah energi termal menjadi energi listrik dan mengukur suhu menggunakan potensi termoelektrik yang dihasilkan. Mengenai potensi termoelektrik termokopel, masalah -masalah berikut harus dicatat:
1. Besarnya potensial termoelektrik yang dihasilkan oleh termokopel tidak terkait dengan panjang dan diameter termokopel ketika bahan seragam, tetapi hanya dengan komposisi bahan termokopel dan perbedaan suhu di kedua ujungnya;

2. Potensi termoelektrik dari termokopel adalah perbedaan fungsi suhu antara dua ujung ujung kerja termokopel, daripada perbedaan suhu antara ujung dingin dan ujung kerja termokopel;

3. Setelah komposisi dua kabel termokopel ditentukan, besarnya potensi termoelektrik termokopel hanya terkait dengan perbedaan suhu termokopel; Jika suhu ujung dingin dari termokopel tetap konstan, potensi termoelektrik yang memasuki termokopel hanyalah fungsi nilai tunggal dari suhu akhir kerja.

Pemilihan akurasi pengukuran termokopel dan rentang pengukuran suhu

Dua bahan konduktor atau semikonduktor A dan B yang berbeda dilas bersama untuk membentuk sirkuit tertutup, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Ketika ada perbedaan suhu antara dua titik lampiran 1 dan 2 konduktor A dan B, gaya elektromotif dihasilkan di antara mereka, menghasilkan arus dengan besarnya dalam sirkuit. Fenomena ini disebut efek termoelektrik. Termokopel bekerja dengan memanfaatkan efek ini.

Pemilihan termokopel harus didasarkan pada pertimbangan komprehensif kisaran suhu operasi, akurasi yang diperlukan, atmosfer operasi, kinerja objek yang diukur, waktu respons, dan manfaat ekonomi.

1. Pemilihan atmosfer untuk termokopel tipe-S dan tipe-B cocok untuk atmosfer pengoksidasi yang kuat dan lemah, sedangkan termokopel tipe-J dan tipe-T cocok untuk pengoksidasi lemah dan pengurangan atmosfer. Jika tabung pelindung dengan kedap udara yang baik digunakan, persyaratan untuk atmosfer tidak terlalu ketat.

2. Pemilihan akurasi pengukuran dan kisaran pengukuran suhu umumnya didasarkan pada penggunaan termokopel tipe B ketika suhu antara 1300 ~ 1800 derajat dan akurasi yang diperlukan relatif tinggi; Persyaratan untuk akurasi tidak tinggi, dan atmosfer memungkinkan untuk penggunaan termokopel rhenium tungsten. Secara umum, termokopel rhenium tungsten dipilih untuk suhu di atas 1800 derajat; Termokopel S-Type dan termokopel-N tersedia untuk digunakan pada suhu mulai dari 1000 hingga 1300 derajat, yang membutuhkan akurasi tinggi; Termokopel tipe-K dan N-tipe umumnya digunakan di bawah 1000 derajat, sedangkan termokopel E-type umumnya digunakan di bawah 400 derajat; Pada 250 derajat dan pengukuran suhu negatif, termokopel tipe-T umumnya digunakan. Pada suhu rendah, termokopel tipe-T stabil dan memiliki akurasi tinggi.

3. Pemilihan daya tahan dan respons termal: Termokopel dengan diameter kawat yang lebih besar memiliki daya tahan yang lebih baik, tetapi respons yang lebih lambat. Untuk termokopel dengan kapasitas panas yang lebih besar, responsnya lebih lambat. Saat mengukur suhu dengan gradien besar, kontrol suhu buruk di bawah kontrol suhu. Diperlukan untuk memiliki waktu respons yang cepat dan tingkat daya tahan tertentu, jadi memilih boneka lapis baja lebih cocok.

4. Pemilihan termokopel berdasarkan sifat dan keadaan objek yang diukur

Pengukuran suhu benda bergetar, benda bergetar, dan pembuluh tekanan tinggi membutuhkan kekuatan mekanik yang tinggi, tabung pelindung diperlukan untuk atmosfer dengan polusi kimia, dan isolasi tinggi diperlukan dengan adanya gangguan listrik.

5. Tindakan Pencegahan

Kedalaman penyisipan termokopel sangat kecil: tidak boleh kurang dari 8-10 kali diameter luar lengan pelindungnya (kecuali untuk produk khusus)

◆ Termokopel [1] Tekanan Nominal: Umumnya mengacu pada tekanan eksternal statis yang dapat ditahan oleh tabung pelindung dan pecah pada suhu kerja.

◆ Resistensi isolasi: Ketika suhu udara sekitar {{0}} derajat dan kelembaban relatif kurang dari 80%, resistansi isolasi lebih besar dari atau sama dengan 5 megohms (tegangan 100V). Termokopel dengan kotak persimpangan bukti splash memiliki resistansi isolasi yang lebih besar dari atau sama dengan 0,5 megohm (tegangan 100V) ketika suhu relatif 93 ± 3 derajat

◆ Resistensi isolasi pada suhu tinggi: Untuk termokopel, resistensi isolasi (per meter) antara elektroda panas (termasuk tipe cabang ganda) dan tabung pelindung, serta antara elektroda panas cabang ganda, harus lebih besar dari nilai yang ditentukan dalam tabel di bawah ini.