Rūpnieciskajās temperatūras mērīšanas sistēmās vienkāršie zondes -tipa platīna pretestības termometri, atklātie termopāri un atsperes-termopāri ir trīs izteikti atšķirīgas temperatūras mērīšanas tehnoloģijas. Lai gan visas trīs tiek izmantotas temperatūras noteikšanai, tās būtiski atšķiras pēc to darbības principiem, konstrukcijas un uzstādīšanas mehānismiem. Nepareiza veida izvēle tieši ietekmēs mērījumu precizitāti un sistēmas uzticamību.
I. Darbības princips: pasīvā pretestība salīdzinājumā ar pašnodarbināto-elektromotīves spēka ģenerēšana pret elastīgo kontaktu vadītspēju
Vienkāršā zondes-tipa platīna pretestības termometra pamatā ir metāla pretestības temperatūras koeficienta raksturlielumi. Tā sensora elements ir augstas-tīrības platīna stieple, un tā pretestības vērtība mainās lineāri atkarībā no temperatūras (piemēram, Pt100 ir 100 Ω pie 0 grādiem). Tam nepieciešams ārējs pastāvīgas strāvas avots ierosināšanai un pārveido temperatūru, mērot sprieguma izmaiņas. Tas ir aktīvās ierosmes tipa sensors, kas piemērots augstas precizitātes temperatūras mērīšanas scenārijiem no -200 grādiem līdz 850 grādiem, piemēram, laboratorijas kalibrēšanai vai medicīnas aprīkojumam.
Gan atklātie termopāri, gan atsperes{0}}termopāri ir balstīti uz Zēbeka efektu. Tie sastāv no slēgtas ķēdes, kas izgatavota no diviem atšķirīgiem metāliem (piemēram, niķeļa -hroma un niķeļa-silīcija K- tipa termopāriem), kas ģenerē elektromotora spēku pie temperatūras starpības, kam nav nepieciešama ārēja barošana. Atšķirība starp abiem ir: atklātā termopāra termoelektrodi ir tieši pakļauti barotnei, uztverot apkārtējās vides temperatūru; savukārt atsperes -termopāra termoelektrodi ir iekapsulēti aizsargcaurulē, un iebūvētais-atsperes mehānisms liek mērīšanas galu cieši nospiest pret mērītā objekta virsmu, paļaujoties uz metāla kontaktu, lai vadītu siltumu, kas pieder ne-invazīvai virsmas temperatūras mērīšanai.
II. Strukturāla informācija: iekapsulēšanas forma nosaka lietošanas robežas
Vienkāršā zondes{0}}tipa platīna pretestības termometra jutīgais elements ir iekapsulēts keramikas vai stikla izolācijas caurulē bez metāla apvalka. Kopējā struktūra ir slaida un adatas -formas, padarot to trauslu un piemērotu tikai tīrai, zema-mehāniskās slodzes videi.
Atklātā termopāra termoelektrodi ir pilnībā pakļauti, tikai vizlas vai keramikas izolācijas materiāls atdala divus metāla vadus, un sensora gals ir tieši pakļauts gaisam. Tas nodrošina ātrāko reakcijas laiku (milisekundēs), bet ir ļoti jutīgs pret oksidācijas, korozijas vai fiziskas ietekmes izraisītiem bojājumiem, un tas ir pieejams tikai sausā, bez putekļiem-un statiskā vidē bez šķidruma ietekmes.
Atsperes{0}}termopāra galvenā struktūra ir atsperi-noslogots iespīlēšanas mehānisms, kas sastāv no metāla aizsargcaurules, elastīgas atsperes loksnes, bloķēšanas apkakles un kompensējošiem vadiem. Atsperes loksne pieliek pastāvīgu radiālo spiedienu, nodrošinot ciešu kontaktu starp termopāra mērīšanas galu un izmērīto virsmu (piemēram, veidnēm, motora gala vāciņiem, vārstu atlokiem), samazinot kontakta termisko pretestību. Tās aizsargcaurule parasti ir izgatavota no nerūsējošā tērauda (piemēram, 1Cr18Ni9Ti), un sadales kārbai ir aizsardzības pakāpe IP54 ~ IP65, kas ļauj vadiem brīvi saliekties apstākļos, kad rādiuss ir 5 reizes lielāks par stieples diametru, pielāgojoties sarežģītai telpiskajai elektroinstalācijai.
III. Elektroinstalācijas metode: vadu skaita un ceļa identifikācijas zīmes
Vienkāršajiem zondes{0}}tipa platīna pretestības termometriem ir jāizmanto trīs-vadu vai četru{2}}vadu sistēma, lai kompensētu svina pretestības radītās mērījumu kļūdas. Tiem ir trīs vai četri svina vadi ar samērā biezu diametru un skaidri atšķiramām krāsām (piem., sarkana, balta, zila), kas ir vistiešākais pamats platīna pretestības termometra identificēšanai.
Atklātiem termopāriem ir nepieciešami tikai divi vadi, kas tieši izvilkti no termoelektrodiem, bez sadales kārbas. Stieples materiāls stingri atbilst termopāra tipam (piemēram, niķeļa-hroma-niķeļa-silīcija stieple K- tipam).
Atsperes -termopāri izmanto arī divus vadus, taču vadi netiek tieši izvilkti no zondes, bet ir savienoti ar atsevišķu sadales kārbu, izmantojot augstas temperatūras kompensācijas vadus, lai panāktu elektrisko izolāciju un stabilu signāla pārraidi, izvairoties no elektromagnētiskiem traucējumiem uz vietas.
IV. Instalēšanas metode: fiksācijas mehānisms nosaka lietojumprogrammu scenārijus
Vienkāršus zondes -tipa platīna pretestības termometrus uzstāda, izmantojot ievietošanas vai uzspiešanas{1}}metodes, kas ir piemērotas šķidrumu vai gāzu temperatūras mērīšanai tvertnēs, kam nepieciešams atbilstošs uzstādīšanas caurumu diametrs.
Atklātie termopāri tiek piestiprināti pie objekta virsmas, ielīmējot vai saspiežot, paļaujoties uz izolācijas materiāliem, lai uzturētu stabilu kontaktu, piemēroti mazām iekārtām vai laboratorijas stendiem. Uzstādīšanas metode ir atsperu-termopāra raksturīgākā iezīme: tai nav nepieciešama urbšana vai vītņošana, un uzstādīšana tiek pabeigta, vienkārši manuāli nospiežot to vietā. Tās atsperu-skavas struktūra ir piemērota šaurām telpām, neregulārām virsmām vai lietojumiem, kas bieži jānoņem, piemēram, iesmidzināšanas liešanas mašīnu veidnēm, motora gala vāciņiem, transformatora tinumiem un vārstu atlokiem. Tās priekšrocības ietver ātru izvietošanu, dīkstāves neesamību un atkārtotu izmantošanu, padarot to par ideālu izvēli rūpnieciskai tiešsaistes pārbaudei un pagaidu uzraudzībai.
