Описание

Принцип работы основан на эффекте Зеебека – возникновении в термоЭДС термопары при наличии разности температур между горячим спаем и свободными концами. Термоэлектроды, на одном конце, соединены гальваническим способом и образуют горячий спай. Свободные концы присоединены в головке к контактным клеммам.

При проведении измерений с помощью термоэлектрических преобразователей (термопар) всегда необходимо располагать информацией о соединительных проводах (горячем спае) и свободных концах (холодном спае). Холодный спай также называют опорным. Изменения температуры опорного спая компенсируются за счёт её измерения. Во вторичных (измерительных) преобразователях может быть предусмотрена встроенная функция компенсации либо использоваться измерительный резистор. Если опорный спай находится на значительном удалении от измерительного преобразователя, применяется отдельное измерение температуры в этой точке, которое затем передаётся на измерительный преобразователь в качестве компенсирующего сигнала.

Преобразователь термоэлектрический хромель-алюмелевый ТХА (тип K) является наиболее широко применяемым типом термопары как в промышленности, так и в научных исследованиях. Данный термопреобразователь предназначен для измерения температуры в окислительных и инертных средах: длительно — до 1100°С, кратковременно — до 1300°С. Термопара активно используется во всех отраслях промышленности — в печах, нагревательных устройствах и энергосиловом оборудовании. Номинальная статическая характеристика ТХА близка к линейной, а дифференциальная термо-ЭДС составляет около 40 мкВ/°С во всём диапазоне измеряемых температур.

Главное преимущество ТХА по сравнению с другими термопарами из неблагородных металлов заключается в значительно более высокой стойкости к окислению при повышенных температурах. Технический ресурс термопар при температурах ниже 850°С ограничивается лишь дрейфом термо-ЭДС, поскольку жаростойкость хромеля и алюмеля позволяет использовать их в данных условиях в течение десятков тысяч часов.

Конструкция

Термоэлектрический преобразователь (термопара) состоит из сменной измерительной вставки, присоединительной головки и удлинительной шейки. Шейка выполняет функцию термоизолирующего элемента, отводя соединительную головку (в которой может быть установлен вторичный преобразователь) от измеряемой среды, температура которой может быть недопустимо низкой или высокой. Стандартный материал трубки шейки — нержавеющая сталь.

Разнообразные комбинации параметров конструкции термопары — тип чувствительного элемента, вид присоединительной головки, погружаемая длина, длина шейки, способ присоединения к защитной гильзе и другие — позволяют применять данный преобразователь со всеми типами защитных гильз, имеющими собственные, различные конструктивные параметры. Для установки в защитную гильзу может быть предусмотрено исполнение с подпружиненным компрессионным переходником. Такая конструкция обеспечивает плотное прижатие сенсорной части с расположенным в ней чувствительным элементом ко дну гильзы и одновременно исключает потенциально опасное силовое воздействие на сенсорную часть.

Преимущества и недостатки

К преимуществам термопар можно отнести:

  • Наличие бюджетных вариантов исполнений
  • Широкий диапазон измерений;
  • Быстрый отклик;
  • Высокая прочность чувствительного элемента;
  • Возможность многоточечного измерения.

При этом важно отметить и следующие недостатки:

  • Нелинейность измерения температуры;
  • Низкий уровень сигнала (термоЭДС);
  • Необходимость компенсации холодного спая;
  • Падение точности с течением времени.

ООО «НПП «РИТМ» предлагает термопары ведущих производителей — прошедшие заводские испытания и полностью готовые к монтажу средства измерения температуры. Эти приборы обеспечивают надёжные и точные показания даже в самых сложных рабочих средах, помогая поддерживать требуемый температурный режим технологических процессов и бесперебойную работу промышленных объектов.