Typický drátový termočlánek

Termočlánky 

Definice termočlánku
Co je to termočlánek? Termočlánek je termoelektrický snímač, používaný k přesnému měření teploty. Je sestavený ze dvou různorodých kovů, spojených na jednom konci, takže rozdíl potenciálů generovaný mezi opačnými konci měří teplotu.
Termočlánek Úvod do termočlánků
Co je to termočlánkový snímač?
Termočlánek je snímač pro měření teploty. Sestává ze dvou různorodých kovů, spojených do jednoho bodu. Když je tento spoj dvou kovů zahříván nebo chlazen, vzniká napětí souvstažné k teplotě. Termočlánkové slitiny jsou dodávány jako dráty.

Jaké jsou typy termočlánků?
Termočlánek je k dispozici v různých kombinacích kovů nebo kalibrací. Nejpoužívanější kalibrace jsou J, K, T a E. Pro vysoké teploty to jsou pak kalibrace R, S, C a GB. Každý typ kalibrace má různý teplotní rozsah a pracovní podmínky, ačkoliv se maximální teplota mění dle průměru drátu použitého na termočlánek. I když typ kalibrace termočlánku určuje rozsah teploty, je maximum rozsahu také omezeno průměrem termočlánkového drátu. To znamená, že s velmi tenkým termočlánkovým drátem nelze dosáhnout plný rozsah teploty. Klikněte zde pro náhled do kompletní referenční tabulky pro každý termočlánek. Tabulka zahrnuje i mezinárodní barevné značení pro termočlánkové slitiny, teplotní rozsah a přesnosti pro téměř každý typ termočlánku.
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Jak vybrat typ termočlánku?
Protože termočlánek měří v širokém rozsahu teplot a může být relativně robustní, jsou termočlánky používány velmi často v průmyslu. Pro výběr termočlánku se používají následující kriteria:
  • Teplotní rozsah
  • Chemická odolnost termočlánku nebo materiálu pláště
  • Odolnost proti abrazi a vibracím
  • Požadavky instalace (potřeba kompatibility s existujcím přístrojem, existující otvory mohou určovat průměr sondy)

Jak určím typ měřícího spoje?
Plášťované termočlánkové sondy jsou k dodání ve třech typech měřícího konce: Uzemněný, neuzemněný nebo nechráněný (viz. Provedení spoje termočlánku).
U uzemněného měřícího konce sondy jsou termočlánkové dráty fyzicky spojeny s vnitřní stěnou pláště termočlánku. To má za následek dobrý přenos tepla z vnějšku přes stěnu pláště sondy k termočlánkovému spoji. V neuzemněné (izolované) sondě je termočlánkový spoj oddělen od stěny pláště sondy. Odezva u tohoto termočlánku je pomalejší než u typu uzemněného, ale poskytuje se zde elektrická izolace (viz. tabulka dále).

Izolační odpor neuzemněného termočlánku
při pokojové teplotě
Nominální průměr pláště Přivedené ss. minimální napětí Min. izolační odpor
méně než 0.90mm
(0.03in.)
50V 100M Ohms
0.80-1.5mm
(0.030 až 0.059in.)
50V 500M Ohms
více než 1.5mm
(0.059in.)
500V 1000M Ohms

Termočlánek s nechráněným spojem má spoj vystrčený vně z konce pláště a je tak vystaven okolní atmosféře. Tento typ nabízí nejlepší odezvu, avšak použití je omezeno na suché nekorozivní a beztlakové aplikace.

Co je to doba odezvy?
Časová konstanta je definována jako čas potřebný pro snímač, aby dosáhl 63,2% ze skokové změny teploty za definovaných podmínek. Pět časových konstant je zapotřebí, aby snímač dosáhl 100% skokové změny teploty. Nechráněný termočlánkový spoj má nejrychlejší odezvu. Také menší průměr pláště sondy má rychlejší odezvu, ale maximální teplota může být nižší. Buďte si vědomi toho, že časem plášť sondy nevydrží celý teplotní rozsah daného typu termočlánku.

Materiál Maximální teplota Atmosféra aplikace
Oxidační atmosféra Vodík Vakuum Inertní
304 SS 900°C
(1650°F)
Velmi
dobrá
Dobrá Velmi dobrá Velmi dobrá
Inconel 600 1148°C
(2100°F)
Velmi
dobrá
Dobrá Velmi dobrá Velmi dobrá

Rozsahy termočlánků a přesnosti
Následující tabulka ukazuje rozsahy teploty a přesnosti pro J, K, E a T termočlánky. Klikněte zde pro další termočlánkové typy.




Referenční tabulky termočlánků
Termočlánky produkují napěťový výstup, který může být korelován s teplotou měřenou termočlánkem. Dokumenty v další tabulce uvádějí termoelektrické napětí a odpovídající teplotu pro daný typ termočlánku. Většina těchto dokumentů také uvádí rozsah teploty termočlánku, přesnost a okolní podmínky.

Klikněte níže k otevření podrobného dokumentu v PDF (anglicky)
Termočlánek typ B (°C)  Termočlánek typ B (°F)
Termočlánek typ C (°C) Termočlánek typ C (°F)
Termočlánek typ E (°C) Termočlánek typ E (°F)
Termočlánek typ J (°C) Termočlánek typ J (°F)
Termočlánek typ K (°C) Termočlánek typ K (°F)
Termočlánek typ N (°C) Termočlánek typ N (°F)
Termočlánek typ R (°C) Termočlánek typ R (°F)
Termočlánek typ S (°C) Termočlánek typ S (°F)
Termočlánek typ T (°C) Termočlánek typ T (°F)
Wolfram-Wolfram/
Rhenium
CHROMEGA® - zlato - 0.07
s atom. příměsí železa


• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

OMEGACLAD XL

Graf porovnání časové konstanty závislé na vnějším	průměru termočlánkových drátů nebo uzemněných termočlánků ve vzduchu.
Graf porovnání časové konstanty závislé na vnějším průměru termočlánkových drátů nebo uzemněných termočlánků ve vzduchu. Klikněte pro zvětšení obrázku.

Graf porovnání časových konstant u plášťových termočlánkových sond ve vodě.
Graf porovnání časových konstant u plášťových termočlánkových sond ve vodě. Klikněte pro zvětšení obrázku.

klikněte ZDE pro vyhledání vhodného produktu...
 Typy termočlánků
Drátový termočlánek Drátové termočlánky svařované do kuličky
Tyto drátové termočlánky jsou nejjednodušší formou termočlánku. Termočlánek setává ze dvou termočlánkových drátů spojených k sobě svařením do kuličky. Protože je tento spoj termočlánku nechráněný, jsou zde aplikační omezení. Svařené termočlánkové dráty by se neměly používat s kapalinami, mohly by korodovat nebo oxidovat. Kovové povrchy mohou být také problematické. Často se kovové povrchy, zejména trubky, používají k uzemnění elektrických systémů. Přímé spojení s elektrickým systémem by mohlo ohrozit měření termočlánkem. Obvykle jsou tyto svařované drátové termočlánky dobrou volbou pro měření teploty plynu. Protože mohou být vyrobeny velmi malé, mají také velmi rychlou odezvu.

Termočlánková sonda

Termočlánkové sondy
Termočlánková sonda sestává z termočlánkového drátu umístěného v kovové trubce. Stěna trubky se nazývá pláštěm sondy. K obvyklým materiálům pláště patří nerezová ocel a Inconel. Inconel vydrží větší teplotní rozsahy než nerez, avšak často se dává přednost nerezové oceli pro její značně širokou chemickou odolnost. Pro velmi vysoké teploty jsou k dispozici i jiné zvláštní materiály pláště.
Klikněte ZDE pro více informací k termočlánkovým sondám pro vysoké teploty.
Měřící konec termočlánkové sondy má tři různá provedení. Uzemněný, neuzemněný a nechráněný. U uzemněného typu je měřící konec termočlánku svařen s pláštěm sondy. Tento uzemněný spoj má rychlou časovou odezvu, ale je velmi citlivý na uzemněné měřící elektrické smyčky. U neuzemněných spojů je termočlánek oddělen od stěny pláště sondy izolací. Nechráněný spoj termočlánkové sondy je vysunut z pláště. Tyto termočlánkové sondy jsou nejlepší při měření teploty vzduchu.

Provedení měřícího konce termočlánku
Uzemněný termočlánek Neuzemněný termočlánek Nechráněný termočlánek
Uzemněný termočlánek Neuzemněný termočlánek Nechráněný termočlánek
Povrchová termočlánková sonda
Sondy pro měření teploty povrchů

Měření teploty kovových povrchů je obtížné pro většinu snímačů teploty. Aby se zajistilo přesné měření, musí být vstupní část snímače v kontaktu s měřeným povrchem. Toto je obtížné zajistit, pokud je neohebný snímač i povrch. Protože jsou termočlánky provedeny z pružných kovů, může být měřící spoj proveden jako plochý a tenký element, aby se dosáhlo co nejlepšího kontaktu s pevným povrchem. Tyto termočlánky jsou pro povrchová měření tou nejlepší volbou. Termočlánek může být umístěn i na rotujících mechanizmech. Typ K je Chromega-Alomega.
^nahoru  
Automation | akcelerometry | kalibrátory | sběr dat | datalogery | průtokoměry | hlavice průmyslových termočlánků | zapisovače | infrateploměry | měření výšky hladiny | snímače síly | magnetické průtokoměry | panelové přístroje | manometry | tlakové snímače | rotametry | odporové teploměry | převodníky signálu | tenzometry | teplotní regulátory | teplotní nálepky | měření teploty | termistory | termočlánky | termočlánkové vedení | ultrazvukové průtokoměry |
omegaeng.cz - domů on-line obchod Omega literatura kontaktní informace