Rūpnieciskās temperatūras mērīšanas jomā termopāri un platīna pretestības termometri ir divi parasti izmantotie temperatūras sensori. Tiem ir būtiskas atšķirības struktūrā, darbības principā un pielietojuma scenārijos. Šajā rakstā tiks detalizēti apspriests, kā atšķirt termopārus ar fiksētu vītni sadales kārbas termopāriem no skrūvju -tipa platīna pretestības termometriem, palīdzot lasītājiem labāk izprast un lietot šos divu veidu sensorus.
I. Strukturālās atšķirības
1. Fiksētu vītņotu sadales kārbas termopāru strukturālie raksturlielumi
Fiksētie vītņoti sadales kārbas termopāri galvenokārt sastāv no termoelementa, izolācijas uzmavas, aizsargapvalka un sadales kārbas. Termoelements ir termopāra galvenā sastāvdaļa, kas sastāv no divām metāla stieplēm no dažādiem materiāliem (piemēram, niķeļa-hroma/niķeļa-silīcija, platīna-rodija/platīna utt.), kuru gali ir sametināti kopā, veidojot mērīšanas galu. Izolācijas uzmava parasti ir izgatavota no keramikas materiāla (piemēram, korunda caurules, augstas -alumīnija oksīda caurules), kam ir augsta temperatūras izturība un izolācijas īpašības, un to izmanto, lai izolētu divus termoelementus, lai novērstu īssavienojumus. Aizsargapvalks ir izgatavots no materiāliem, kas izvēlēti atbilstoši darba apstākļiem (piemēram, oglekļa tērauds, nerūsējošais tērauds, korunds, Hastelloy), un tā galvenā funkcija ir aizsargāt termoelementu no korozijas vai vides ietekmes. Augsta siltumvadītspēja nav nepieciešama, jo termopāra karstais gals tieši saskaras ar vidi, kā rezultātā reakcijas ātrums ir ātrs. Sadales kārba tiek izmantota, lai savienotu termoelementu un kompensācijas vadus, un tai ir iebūvēti spaiļu bloki. Aukstā savienojuma temperatūras stabilitāte ir rūpīgi jāapsver (izvairoties no tuvuma siltuma avotiem), un blīvējuma vērtējums parasti nav zemāks par IP65.
2. Skrūvju{1}}tipa platīna pretestības termometru strukturālās īpašības
Skrūve{0}}tipa platīna pretestības termometri galvenokārt sastāv no sensora elementa, izolācijas pildvielas, aizsargcaurules un sadales kārbas. Sensora elements ir platīna pretestības termometra galvenā temperatūras mērīšanas sastāvdaļa, kas parasti ir izgatavota no platīna stieples, kurai ir nepieciešama pietiekama siltuma apmaiņa ar vidi. Skrūves-tipa dizains ir tā unikālā iezīme; skrūvju fiksācijas metode ļauj sensora elementu cieši piestiprināt pie mērītā objekta virsmas, uzlabojot mērījumu precizitāti. Bruņotajos pretestības termometros sensora elementu ieskauj magnija oksīda izolācijas pulveris, kas nodrošina gan izolāciju, gan uzlabotu siltumvadītspēju; samontētajos pretestības termometros sensors ir izolēts no aizsargcaurules ar izolācijas uzmavu. Aizsargcaurules materiāls ir līdzīgs termopāra materiālam, taču tam ir nepieciešama augstāka siltumvadītspēja, jo tam ir ātri jāpārnes vidējā temperatūra uz sensoru, lai samazinātu reakcijas aizkavi. Sadales kārba tiek izmantota, lai savienotu sensoru elementu un signāla vadus, un tai ir iebūvēts -termināļu bloks. Tam ir jāatbalsta trīs-vadu vai četru{10}}vadu savienojums (lai kompensētu vadu pretestības kļūdas), un tam ir nepieciešams tikai mitruma{11}}necaurlaidīgs blīvējums, bez nepieciešamības kompensēt aukstuma savienojumu.
II. Atšķirības darba principos
1. Termopāru darbības princips
Termopāri darbojas, pamatojoties uz Zēbeka efektu, kas nosaka, ka tad, kad divi dažādi vadītāji veido slēgtu ķēdi, ķēdē tiek ģenerēts termoelektrisks potenciāls, ja abiem savienojumiem ir atšķirīga temperatūra. Termopāra termoelektriskais potenciāls ir proporcionāls temperatūras starpībai starp mērīšanas galu un atskaites galu. Mērot termoelektriskā potenciāla lielumu, var netieši iegūt temperatūru mērīšanas galā. Termopāri ir ar ātru reakcijas ātrumu un ir piemēroti augstas temperatūras un strauji mainīgas temperatūras mērīšanai.
2. Platīna pretestības termometru darbības princips
Platīna pretestības termometri darbojas, pamatojoties uz īpašību, ka metāla pretestība mainās līdz ar temperatūru, ti, metāla pretestības vērtība palielinās, palielinoties temperatūrai. Pastāv noteikta funkcionāla sakarība starp platīna pretestības termometra pretestības vērtību un temperatūru. Izmērot platīna pretestības termometra pretestības vērtību, var aprēķināt mērītās vides temperatūru. Skrūvju-tipa platīna pretestības termometri izmanto skrūvju nostiprināšanas metodi, lai nodrošinātu, ka sensora elements ir ciešā saskarē ar mērītā objekta virsmu, tādējādi uzlabojot mērījumu precizitāti un reakcijas ātrumu.
III. Lietojumprogrammu scenāriju atšķirības
1. Termopāru pielietošanas scenāriji
Fiksēti -vītni montēti sadales kārbas termopāri ir piemēroti augstas-temperatūras mērījumiem, piemēram, krāsns temperatūrai un kausēta metāla temperatūrai. To ātrais reakcijas ātrums ļauj tiem ātri atspoguļot temperatūras izmaiņas, padarot tos piemērotus lietojumiem, kuriem nepieciešama ātra reakcija. Turklāt termopāriem ir plašs mērījumu diapazons no -200 grādiem līdz +1800 grādiem.
2. Skrūvju{1}}tipa platīna pretestības termometru pielietošanas scenāriji
Skrūvju{0}}tipa platīna pretestības termometri ir piemēroti virsmas temperatūras mērīšanai, piemēram, mehānisko iekārtu virsmas un cauruļu ārējās sienas. To skrūvju stiprināšanas metode ļauj tiem būt ciešā saskarē ar izmērīto virsmu, uzlabojot mērījumu precizitāti. Platīna pretestības termometriem ir augsta mērījumu precizitāte, un tie ir piemēroti lietojumiem, kuros nepieciešama augsta precizitāte, īpaši vidēja un zema temperatūras diapazonā (-200 grādi līdz +500 grādi). Turklāt skrūvējamiem platīna pretestības termometriem ir ātrs reakcijas ātrums, tāpēc tie ir piemēroti virsmas temperatūras mērījumiem, kuriem nepieciešama ātra reakcija. IV. Izskata un vadu atšķirības
1. Termopāru izskats un elektroinstalācija
Termopāra galviņai parasti nav būtisku izmaiņu diametrā, jo tās karstais savienojums tieši saskaras ar vidi, tādējādi novēršot vajadzību pēc papildu temperatūras{0}}sensoru elementiem. Sadales kārbā parasti ir divi vai četri vadi (diviem termopāriem). Kompensācijas vadiem ir pozitīva un negatīva polaritāte, un tiem jābūt pareizi pievienotiem, lai izvairītos no mērījumu kļūdām.
2. Skrūvju{1}}tipa platīna pretestības termometru izskats un vadi
Skrūves{0}}tipa platīna pretestības termometra galvai ir atšķirīga skrūvju-fiksācijas ierīce, kas ir tās unikālais dizains, ko izmanto, lai nodrošinātu sensora elementa ciešu saskari ar izmērīto virsmu. Sadales kārbā parasti ir trīs vai četri vadi (trīs-vadu vai četru-vadu sistēma), lai kompensētu vadu pretestības kļūdas. Platīna pretestības termometriem nav nepieciešams atšķirt pozitīvos un negatīvos spailes, jo to darbības princips ir balstīts uz pretestības vērtības izmaiņām, nevis uz elektromotora spēku.
V. Kopsavilkums
Fiksētajiem-vītņotajiem sadales kārbas termopāriem un skrūvju-tipa platīna pretestības termometriem ir būtiskas atšķirības pēc struktūras, darbības principa, pielietojuma scenārijiem, izskata un vadiem. Termopāri ir piemēroti augstas-temperatūras un ātras{4}}reakcijas lietojumiem, savukārt skrūvju-tipa platīna pretestības termometri ir piemēroti vidējas-līdz-zemas temperatūras un augstas{8} precizitātes virsmas temperatūras mērījumiem. Praktiski piemērots sensors jāizvēlas atbilstoši īpašām vajadzībām. Izprotot šo divu sensoru strukturālās īpašības un darbības principus, var labāk izprast to pielietojuma scenārijus, tādējādi nodrošinot precīzākus un uzticamākus risinājumus rūpnieciskās temperatūras mērīšanai.
