El papel y el principio de funcionamiento de los termopares

El termopar es uno de los componentes de detección de temperatura más utilizados en la industria. Sus ventajas son:

①Alta precisión de medición. Debido a que el termopar está en contacto directo con el objeto medido, no se ve afectado por el medio intermedio.

②Amplio rango de medición. Los termopares de uso común pueden medir continuamente de -50 a +1600 °C. Algunos termopares especiales pueden medir tan solo -269 °C (como oro, hierro, níquel y cromo) y tan altos como +2800 °C (como tungsteno). -renio).

③Estructura simple y fácil de usar. Los termopares suelen estar compuestos por dos cables metálicos diferentes y no están limitados por el tamaño ni la apertura. Tienen fundas protectoras en el exterior, lo que los hace muy cómodos de usar.

1． Principios básicos de la medición de temperatura por termopar

Soldar dos conductores o semiconductores A y B de diferentes materiales para formar un circuito cerrado. Cuando hay una diferencia de temperatura entre los dos puntos de unión 1 y 2 de los conductores A y B, se genera una fuerza electromotriz entre los dos, formando así una gran corriente en el bucle. Este fenómeno se denomina efecto termoeléctrico. Los termopares aprovechan este efecto para funcionar.

2. Tipos y formación estructural de termopares

(1) Tipos de termopares

Los termopares utilizados comúnmente se pueden dividir en dos categorías: termopares estándar y termopares no estándar. El llamado termopar estándar se refiere a un termopar cuyos estándares nacionales estipulan la relación entre el potencial termoeléctrico y la temperatura, los errores permitidos y tiene una escala estándar unificada. Tiene instrumentos de visualización correspondientes para su selección. Los termopares no estandarizados no son tan buenos como los termopares estandarizados en términos de rango de uso o orden de magnitud. Generalmente no tienen una tabla de graduación unificada y se utilizan principalmente para mediciones en determinadas ocasiones especiales. Termopares estandarizados

Desde el 1 de enero de 1988, en mi país, los termopares y resistencias térmicas se producen de acuerdo con las normas internacionales IEC y se denominan S, B, E, K, R, J, T (es decir, puntos Número de grado) Los siete termopares estandarizados son los termopares de diseño unificado en mi país.

(2) Forma estructural del termopar Para garantizar que el termopar funcione de manera confiable y estable, sus requisitos estructurales son los siguientes:

① Soldadura de los dos electrodos calientes que componen el termopar debe ser firme;

②Los dos electrodos calientes deben estar bien aislados entre sí para evitar cortocircuitos;

③La conexión entre el cable de compensación y el extremo libre del termopar debe ser conveniente y confiable;

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④La funda protectora debe poder garantizar que el electrodo caliente esté completamente aislado de medios dañinos.

3． Compensación de temperatura del extremo frío del termopar

Dado que los materiales de los termopares son generalmente relativamente caros (especialmente cuando se utilizan metales preciosos) y la distancia entre el punto de medición de temperatura y el instrumento es muy larga, para ahorrar termopar materiales y reducir costos, generalmente se usa un cable de compensación para extender el extremo frío (extremo libre) del termopar a la sala de control donde la temperatura es relativamente estable y conectarlo al terminal del instrumento. Cabe señalar que la función del cable de compensación del termopar es solo extender el electrodo caliente y mover el extremo frío del termopar al terminal del instrumento en la sala de control. Por sí solo no puede eliminar la influencia del cambio de temperatura del extremo frío. la medición de temperatura y no tiene efecto de compensación. Por lo tanto, es necesario utilizar otros métodos de corrección para compensar el impacto en la medición de la temperatura cuando la temperatura del extremo frío t0≠0℃.

Al utilizar el cable de compensación del termopar, debe prestar atención al modelo correspondiente, la polaridad no puede ser incorrecta y la temperatura del cable de compensación y el extremo de conexión del termopar no puede exceder los 100 °C.

Por ejemplo: termopar tipo S) Termopar platino-rodio 10 platino

El termopar platino-rodio 10 platino (termopar tipo S) es un termopar de metal precioso. El diámetro del cable de acoplamiento es de 0,5 mm y la desviación permitida es de -0,02 mm. La composición química nominal del electrodo positivo (SP) es una aleación de platino y rodio, que contiene 10% de rodio y 90% de platino. SN) es platino puro, por lo que comúnmente se lo conoce como termopar simple de platino-rodio. La temperatura máxima de uso a largo plazo de este termopar es de 1300 °C y la temperatura máxima de uso a corto plazo es de 1600 °C.

El termopar tipo S tiene las ventajas de mayor precisión, mejor estabilidad, amplio rango de medición de temperatura y larga vida útil entre las series de termopares. Tiene buenas propiedades físicas y químicas, buena estabilidad del potencial termoeléctrico y buena resistencia a la oxidación a altas temperaturas, y es adecuado para su uso en atmósferas oxidantes e inertes. Debido a que el termopar tipo S tiene un rendimiento integral excelente y se ajusta a la escala de temperatura internacional, el termopar tipo S se ha utilizado durante mucho tiempo como instrumento de interpolación para la escala de temperatura internacional, aunque "ITS-90" estipula que ya no lo será. Se utilizará como instrumento de interpolación para la escala de temperatura internacional en el futuro. Sin embargo, el Comité Consultivo Internacional de Temperatura (CCT) cree que los termopares tipo S todavía se pueden utilizar para aproximar la escala de temperatura internacional.

Las desventajas del termopar tipo S son el potencial termoeléctrico, la tasa de potencial termoeléctrico es pequeña, la sensibilidad es baja, la resistencia mecánica disminuye a altas temperaturas, es muy sensible a la contaminación y a los metales preciosos. Los materiales son caros, por lo que la inversión única es grande.

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