• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Термопара хромель-алюмель

Измерение температуры сред возможно не только жидкостными термометрами. В 1981 году немецкий физик Томас Зеебек открыл явление образования электродвижущей силы в последовательно соединённых проводниках из разнородных материалов, если место их контакта и противоположные концы находятся в условиях действия разных температур. Возникновение ЭДС возможно благодаря наличию разности потенциалов между двумя проводниками, отличными по материалу. Замерив величину электродвижущей силы, можно определить температуру среды.

Открытие эффекта Зеебека позволило создать электрические термометры. В качестве датчика (источника ЭДС) в них используются термопары – два электрода из разнородных проводников, соединённых спаем. Поскольку в качестве электродов часто используются металлы, измерение температур возможно в широком диапазоне значений: примерно от –270 до +1820 градусов Цельсия. Это даёт возможность определения степени нагрева самых разных сред, что особенно актуально на производствах – измерить температуру расплавленного металла при помощи ртутного или спиртового термометра невозможно.две термопары
 

Материалы изготовления

Термопары изготавливают из различных комбинаций металлов и сплавов:

  • платинородия (сплав платины и родия) и платины,
  • железа и константана (сплав меди, никели и марганца),
  • меди и константана,
  • вольфрама и рения,
  • золота и платины,
  • хромеля (сплав хрома, никеля и др.) и копеля,
  • хромеля и алюмелия (сплав никеля, алюминия и др.) и т. д.

Последняя комбинация используется достаточно широко. Термопара хромель – алюмель, согласно классификации Международной электротехнической комиссии, относится к типу K, а по ГОСТ Р8.585-2001, – к типу ТХА. Температурный коэффициент этого датчика составляет около 40,30 во время измерений при 20 градусах Цельсия. Максимально возможное значение измеряемой температуры составляет 1370 градусов Цельсия. При 100 градусах в термопаре возникает напряжение порядка 5,0 вольт. Погрешность измерений разнится в зависимости от температуры измерений: 0,75% при измерениях сред с температурой выше 0 градусов Цельсия, и 2,2% – в средах ниже 0 градусов. На точность измерений также влияет величина тока утечки, который возникает при уменьшении сопротивления изоляции с повышением температуры. Если между электродами и изоляцией появится вода, создастся гальванический эффект, что тоже внесёт неточность в измерения.

градуировочная таблица

Применение

Использование металлов и сплавов позволяет использовать температурные датчики в различных областях. На металлургических производствах измеряются температура расплавленного металла, температура газовой среды в печах, температура нагревательного элемента. На промышленных объектах других типов также измеряется степень нагрева производственного оборудования и среды внутри них. На современных пищевых производствах термопары установлены в печах, чанах, котлах и нагревательных поверхностях. Температурные датчики устанавливаются в различных инструментах и приборах: тепловых пушках, фенах и т. п. – в них производится контроль нагрева и принудительное отключение питания или подачи топлива в случае перегрева устройства. Термопары могут служить компонентом системы с ПИД-регулированием: датчиком фиксируется температура нагрева среды, после чего автоматически изменяется режим работы агрегата.

Таким образом, открытие появления электродвижущей силы в соединённых разнородных по материалу электродах позволило производить температурный контроль на многих производственных процессах: от пищевого и фармацевтического производства до металлургии и изготовления современных материалов.


Экономическая и в особенности социально-политическая обстановка первой половины...

читать далее

Крупная заслуга в решении проблемы передачи электрической энергии на большие расстояния принадлежит русским электротехникам...

читать далее

Своим изобретением Яблочков удачно разрешил все недостатки прежних дуговых электрических ламп...

читать далее