Termoelement är mycket vanliga typer av temperatursensorer inom industrin. De är robusta, ger snabb respons och kan mäta höga temperaturer. Termoelementet är en sensor som kommer i kontakt med miljön som ska mätas, till skillnad från till exempel den infraröda termometern. Termoelementets temperatursensor kan nedsänkas i ett medium som kan vara flytande eller gasformigt och kopplas till en brännare. För att förstå den termiska mätmetoden som används av termoelementet måste du först titta på dess sammansättning. Vi får då se hur temperaturen härleds från mätningen av en elektrisk ström. Vissa metoder är absolut nödvändiga för att säkerställa att termoelementets temperaturmätning är korrekt.
Termoelementsonden använder elektromotorisk kraft
De termoelement temperaturgivare innehåller två trådar av ledande metaller eller metallegeringar. Dessa ledningar är anslutna i ena änden, det är i denna korsning som temperaturen mäts. Det kallas allmänt för varmsvetsning. Deras andra ände är ansluten till temperaturmätboxen via det som kallas löd- eller kallövergången.
När den heta svetsen har en temperaturförändring, en svag elektrisk ström skapas. Denna elektromotoriska kraft (eller emk) är proportionell mot temperaturen i grader Celsius för mätpunkten. Vi använder termoelement omvandlingstabeller att upprätta en överensstämmelse mellan den uppmätta strömmen och temperaturen.
Hur väljer man de material som utgör en termoelementsond?
Temperaturmätningsområdet termoelementsensorer varierar beroende på vilka metaller som används för deras tillverkning. Denna skillnad beror på ledningsförmågan hos de legeringar som utgör parets trådar. Dessa kombinationer av två typer av legeringar klassificeras enligt vad vi kallar typerna av termoelement.
Anslutningskablar är vanligtvis mellan termoelementtrådarna och mätanordningarna, utan att resultatet förvrängs. Detta är möjligt tack vare lagen om mellanliggande metaller. Enligt denna princip, även om en tredje homogen ledare integrerar en krets, kommer den existerande elektromotoriska kraften inte att ha någon modifiering.
Hur säkerställer man noggrannheten i termoelementets temperaturmätning?
För att använda ett termoelement korrekt måste du vara uppmärksam på två väsentliga element. Om varmövergången är den del av sonden som verkar viktigast för temperaturavläsningen bör du veta att principen fungerar framför allt tack vare skillnaden mellan de mätbara spänningarna i de två ändarna av ledningarna. Det är därför nödvändigt att utföra det som kallas kallkorsningskompensation. Det är också nödvändigt säkerställa tillförlitligheten hos mätsystemet genom att utföra kalibrering i olika skeden av temperatursondens livslängd.
Cold junction kompensation
Den uppmätta elektriska strömmen härrör faktiskt från temperaturskillnaden mellan den varma förbindelsen och den kalla förbindelsen. Det finns flera metoder för att kompensera den kalla korsningen. Det mest pålitliga är det som består av håll den kalla korsningen vid en temperatur på 0°C genom att placera den i ett isvattenbad. Även om denna metod är lätt att tillämpa i ett laboratorium, är den inte särskilt lämplig för en industriell miljö.
En andra metod är att placera den kalla korsningen i en kalibreringsugn, som håller lodet vid en känd temperatur med hjälp av en termostat. Det är också möjligt att lämna den kalla korsningen i rumstemperatur och mät temperaturen vid denna korsning. När du väljer en av dessa två sista metoder måste du göra en differentialberäkning för att härleda temperaturen på den heta korsningen. Faktum är att omvandlingstabellerna utgår från en temperatur på 0°C. Den resulterande spänningsmätningen omvandlas sedan till grader Celsius baserat på termoelement typ som det handlar om. Det finns mätinstrument som kan direkt utföra kompensationsberäkningen baserat på anpassningsbara parametrar.
Kalibrera termoelementsonden
Termoelementet kalibreras precis efter tillverkningen innan det säljs. Det finns en annan kalibrering till varje gång han byter uppdrag. Det rekommenderas också att kalibrera en termoelementsond så snart ett fel misstänks.
Två huvudsakliga kalibreringsmetoder för en termoelementsensor existera. När vi genomför kalibrering genom jämförelse, jämförs temperaturmätningen av termoelementet med den som utförs av en annan termisk mätsond. Fastpunktstekniken består av att utsätta termoelementsonden för en exakt temperatur. Detta är 0,01°C, den temperatur som erhålls när vatten är i lika delar i sina tre former.
Termisk mätning inom industrin
Oavsett verksamhetssektor kräver många industriella processer användning av en detektor för att mäta temperatur. Termoelementet är en av de mest använda enheterna. Dess svarstid är kort, den är billig och den kan mäta höga temperaturer. Termistorsensorer är också mycket närvarande i branschen. Denna typ av sond mäter temperatur baserat på förändringar i materialresistans. Till sist, gas- eller vätskeexpansionstermometrar (olja eller glycerin) erbjuder stor precision. Deras mätområde är dock mindre än det för ett termoelement eller motståndssond.
