Rūpnieciskās temperatūras mērīšanas jomā trīs plaši izplatīti temperatūras sensori ir vītņotas zondes -tipa platīna pretestības termometri, atklātie termopāri un atlokā{1}}montēti sadales kārbas termopāri. Lai gan tiem ir līdzīgs izskats, tie ievērojami atšķiras pēc to darbības principiem, konstrukcijas īpašībām un uzstādīšanas metodēm. Tālāk ir sistemātiski izskaidrots, kā atšķirt trīs no četrām dimensijām: darbības princips, konstrukcijas detaļas, elektroinstalācijas metode un uzstādīšanas forma.
I. Darba princips: būtiska atšķirība starp pretestības maiņu un termoelektrisko efektu
Vītņotas zondes-tipa platīna pretestības termometra pamatā ir īpašība, ka metāla pretestība mainās līdz ar temperatūru. Tās kodols ir platīna stieples sensora elements (piemēram, Pt100), kura pretestības vērtībai (100Ω pie 0 grādiem) ir lineāra saistība ar temperatūru. Mērīšanai nepieciešams ārējs pastāvīgas strāvas avots ierosmei, un temperatūru aprēķina, nosakot pretestības izmaiņas. Tas ir pasīvs sensors. Šis dizains nodrošina augstu precizitāti zemā-temperatūras diapazonā (-200 grādi ~ 850 grādi), taču tas ir jutīgs pret svina pretestību, un tam ir nepieciešams trīs-vadu vai četru vadu savienojums, lai novērstu kļūdas. Platīna pretestības termometra pretestības izmaiņas ir jāpārvērš temperatūras vērtībā, izmantojot ārēju ķēdi, tāpēc tas ir relatīvi jutīgs pret elektromagnētiskajiem traucējumiem un ir nepieciešami papildu vadi, lai kompensētu pretestības izmaiņas.
Gan atklātais termopāris, gan atlokā uzstādītais sadales kārbas termopāris izmanto Zēbeka efektu, kur temperatūras starpība divu atšķirīgu metālu (piemēram, K-tipa, kas ir niķelis-hroms un niķelis-silīcija) savienojuma vietā spontāni ģenerē mikroelektrisko potenciālu{{4}. Tiem nav nepieciešams ārējs barošanas avots, un tie ir pašģenerējoši-sensori. Abiem ir tieša signāla izvade un spēcīgas pret-traucējumu iespējas, īpaši piemērotas vidējai un augstai-temperatūrai (-200 grādi ~ 1200 grādi), taču nepieciešama aukstā savienojuma temperatūras kompensācija, lai novērstu vides svārstību kļūdas. Termopāra aukstās savienojuma temperatūras svārstības ietekmēs mērījumu precizitāti un būs jākoriģē, izmantojot aukstā savienojuma kompensācijas ķēdi vai programmatūras algoritmu.
II. Struktūras detaļas: vizuāls aizsargslāņu un instalācijas saskarņu salīdzinājums
Kustīgās vītņotās zondes-tipa platīna pretestības termometra sensora elements ir iekapsulēts metāla aizsargcaurulē ar kustīgu vītņotu saskarni (piemēram, M16×1,5, M27×2), kas integrēta aizsargcaurules galā ātrai uzstādīšanai vai noņemšanai. Šī konstrukcija padara to piemērotu lietojumiem, kuriem nepieciešama bieža apkope vai kalibrēšana, piemēram, temperatūras mērīšanai uz cauruļu virsmām vai aprīkojuma korpusiem. Metāla aizsargcaurule nodrošina mehānisko izturību, bet reakcijas ātrums ir lēnāks.
Atklātā termopāra nozīmīgākā strukturālā iezīme ir tā, ka termoelektriskie elementi ir tieši pakļauti bez aizsargapvalka vai apvalka. Tās termoelektriskie elementi ir tieši metināti no divām atšķirīgām metāla stieplēm (piemēram, niķeļa-hroma-niķeļa-silīcija), kas izolētas ar izolācijas materiāliem (piemēram, keramiku vai vizlu), veidojot atklātu sensora galu. Šis dizains nodrošina ārkārtīgi ātru reakcijas ātrumu (milisekundēs), taču tas ir ļoti jutīgs pret oksidāciju, koroziju vai fiziskiem bojājumiem, un tas ir piemērots tikai sausā, bez putekļiem-un statiskā vidē bez šķidruma ietekmes.
Ar kustīgu atloku{0}}montēta sadales kārbas tipa termopāra galvenā struktūra ir kustīga atloka saskarne un neatkarīgā sadales kārba. Tās metāla aizsargcaurule ir savienota ar iekārtas korpusu, izmantojot kustīgu atloka plāksni (piemēram, DN15, DN20), veidojot integrētu konstrukciju "caurules -atloka-sadales kārba". Sadales kārba atrodas aukstajā galā un tiek izmantota, lai savienotu kompensācijas vadus un nodrošinātu elektrisko izolāciju ar aizsardzības pakāpi līdz IP65. Šis dizains ir īpaši paredzēts lietojumiem, kuriem nepieciešama bieža demontāža vai kalibrēšana, piemēram, temperatūras mērīšanai ķīmiskajos reaktoros vai tvaika cauruļvados, vienlaikus nodrošinot stabilu blīvējumu un mehānisko izturību.
III. Elektroinstalācijas metode: galvenie norādījumi no vadu skaita un ceļa
Pārvietojamam vītnes zondes-tipa platīna pretestības termometram ir jāizmanto trīs-vadu vai četru{2}}vadu sistēma ar trim vai četriem vadiem, kas ir biezāki un skaidri apzīmēti ar krāsu-. Elektroinstalācija ir sarežģīta, un tai nepieciešama profesionāla kalibrēšana.
Atklātajam termopārim ir nepieciešami tikai divi vadi, kas tieši ved no termoelektriskajiem elementiem, bez papildu elektroinstalācijas ierīcēm. Elektroinstalācija ir vienkārša, bet jutīga pret traucējumiem. Pārvietojamam atlokam{2}}montētam sadales kārbas tipa termopārim arī tiek izmantoti divi vadi, taču vadi netiek tieši izvadīti no zondes. Tā vietā tie vispirms tiek savienoti ar neatkarīgu sadales kārbu un pēc tam tiek izvadīti no sadales kārbas sāniem vai apakšas. Sadales kārba un atloka interfeiss ir izstrādāti tā, lai tie būtu noņemami, nodrošinot papildu aizsardzību un savienojuma ērtības.
IV. Uzstādīšanas formas: precīza fiksācijas mehānismu un piemērojamo scenāriju atbilstība
Pārvietojamā vītņotā montāžas tipa platīna pretestības termometrs ir piestiprināts pie iekārtas ar kustīga vītņota savienojuma palīdzību, atvieglojot demontāžu un kalibrēšanu, un ir piemērots temperatūras mērīšanai uz cauruļu virsmām vai iekārtu korpusiem.
Atsegtais termopāris izmanto tiešu fiksāciju, nostiprinot termoelektrodus pie iekārtas virsmas ar izolācijas materiālu. Tas ir piemērots scenārijiem, kuros nepieciešama ātra reakcija un bez mehāniska trieciena, piemēram, laboratorijas stendiem vai maziem reaktoriem.
Kustīgā atloka{0}}uzmontētā sadales kārbas tipa termopāra kustīgā atloka saskarne ir tā galvenā funkcija. Tas ir savienots ar iekārtu ar skrūvēm caur atloka plāksni, nodrošinot ilgstošu-stabilu uzstādīšanu, vienlaikus atvieglojot arī demontāžu. Šis dizains ir īpaši paredzēts vidēja un zema spiediena-sistēmām, kurām nepieciešama bieža apkope vai kalibrēšana, piemēram, lielām iekārtām ķīmijas, naftas un enerģētikas nozarēs.
