V oblasti průmyslového měření teploty jsou termočlánky a platinové odporové teploměry dva běžně používané snímače teploty. Mají výrazné rozdíly ve struktuře, pracovním principu a aplikačních scénářích. Tento článek podrobně pojednává o tom, jak rozlišovat mezi termočlánky se spojovací krabicí s pevným závitem a šroubovými-platinovými odporovými teploměry, což čtenářům pomůže lépe porozumět a používat tyto dva typy senzorů.
I. Strukturální rozdíly
1. Konstrukční charakteristiky termočlánků s pevným závitovým spojovacím boxem
Termočlánky s pevným závitovým spojovacím boxem se skládají hlavně z termočlánku, izolačního pouzdra, ochranného pláště a spojovacího boxu. Termočlánek je základní součást termočlánku, skládající se ze dvou kovových drátů z různých materiálů (jako je nikl-chrom/nikl-křemík, platina-rhodium/platina atd.), jejichž konce jsou svařeny dohromady a tvoří měřicí konec. Izolační pouzdro je obvykle vyrobeno z keramického materiálu (jako je korundová trubice, trubice s vysokým -aluminiem), který má vysokou teplotní odolnost a izolační vlastnosti a používá se k izolaci dvou termočlánků, aby se zabránilo zkratům. Ochranný plášť je vyroben z materiálů vybraných podle pracovních podmínek (jako je uhlíková ocel, nerezová ocel, korund, Hastelloy) a jeho hlavní funkcí je chránit termočlánek před korozí nebo působením média. Vysoká tepelná vodivost není vyžadována, protože horký konec termočlánku je přímo v kontaktu s médiem, což má za následek vysokou rychlost odezvy. Spojovací skříňka se používá k připojení termočlánku a kompenzačních vodičů a má vestavěné{10}}svorkovnice. Stabilitu teploty studeného konce je třeba pečlivě zvážit (vyhněte se blízkosti zdrojů tepla) a těsnost obvykle není nižší než IP65.
2. Konstrukční charakteristiky šroubových-platinových odporových teploměrů
Šroubové-typové platinové odporové teploměry se skládají hlavně ze snímacího prvku, izolační výplně, ochranné trubice a spojovací krabice. Snímací prvek je součást měření teploty jádra platinového odporového teploměru, obvykle vyrobená z navinutého platinového drátu, který potřebuje mít dostatečnou výměnu tepla s médiem. Jeho jedinečným prvkem je šroubový-typ; metoda šroubového upevnění umožňuje, aby snímací prvek byl pevně připevněn k povrchu měřeného objektu, což zlepšuje přesnost měření. U pancéřovaných odporových teploměrů je snímací prvek obklopen izolačním práškem z oxidu hořečnatého, který poskytuje jak izolaci, tak zvýšenou tepelnou vodivost; u montovaných odporových teploměrů je snímací prvek izolován od ochranné trubice izolačním pouzdrem. Materiál ochranné trubice je podobný jako u termočlánku, ale vyžaduje vyšší tepelnou vodivost, protože potřebuje rychle přenést teplotu média do snímacího prvku, aby se zkrátilo zpoždění odezvy. Spojovací skříňka se používá k připojení snímacího prvku a signálních vodičů a má vestavěnou- svorkovnici. Musí podporovat tří{9}}vodičové nebo čtyřvodičové{10}}vodičové připojení (pro kompenzaci chyb odporu vodičů) a vyžaduje pouze těsnění proti vlhkosti{11}} bez nutnosti kompenzace studených spojů.
II. Rozdíly v principech práce
1. Princip činnosti termočlánků
Termočlánky pracují na základě Seebeckova jevu, který říká, že když dva různé vodiče tvoří uzavřený obvod, v obvodu se generuje termoelektrický potenciál, pokud mají dva přechody různé teploty. Termoelektrický potenciál termočlánku je úměrný teplotnímu rozdílu mezi měřicím koncem a referenčním koncem. Měřením velikosti termoelektrického potenciálu lze nepřímo získat teplotu na měřicím konci. Termočlánky mají vysokou rychlost odezvy a jsou vhodné pro měření vysokých teplot a rychle se měnících teplot.
2. Princip činnosti platinových odporových teploměrů
Platinové odporové teploměry pracují na základě charakteristiky, že odpor kovu se mění s teplotou, tj. hodnota odporu kovu se zvyšuje s rostoucí teplotou. Mezi hodnotou odporu platinového odporového teploměru a teplotou existuje určitý funkční vztah. Změřením hodnoty odporu platinového odporového teploměru lze vypočítat teplotu měřeného média. Šroubové-typy platinových odporových teploměrů používají metodu šroubového upevnění, aby bylo zajištěno, že snímací prvek je v těsném kontaktu s povrchem měřeného objektu, což zlepšuje přesnost měření a rychlost odezvy.
III. Rozdíly v aplikačních scénářích
1. Aplikační scénáře termočlánků
Termočlánky propojovací skříně s pevným-závitem jsou vhodné pro měření vysokých-teplot, jako je teplota pece a teplota roztaveného kovu. Jejich rychlá odezva jim umožňuje rychle odrážet změny teploty, takže jsou vhodné pro aplikace vyžadující rychlou odezvu. Kromě toho mají termočlánky široký rozsah měření, od -200 stupňů do +1800 stupňů .
2. Scénáře použití šroubových-platinových odporových teploměrů
Šroubové-typové platinové odporové teploměry jsou vhodné pro měření povrchové teploty, jako je povrch mechanických zařízení a vnější stěny potrubí. Jejich způsob šroubového upevnění jim umožňuje být v těsném kontaktu s měřeným povrchem, což zlepšuje přesnost měření. Platinové odporové teploměry mají vysokou přesnost měření a jsou vhodné pro aplikace vyžadující vysokou přesnost, zejména v rozsahu středních a nízkých teplot (-200 stupňů až +500 stupňů ). Kromě toho mají platinové odporové teploměry šroubového typu vysokou rychlost odezvy, díky čemuž jsou vhodné pro měření povrchové teploty vyžadující rychlou odezvu. IV. Rozdíly ve vzhledu a zapojení
1. Vzhled a zapojení termočlánků
Hlava termočlánku obvykle nemá významnou změnu průměru, protože její horký spoj je v přímém kontaktu s médiem, což eliminuje potřebu dalších teplotních-článků. Spojovací krabice obecně obsahuje dva nebo čtyři vodiče (pro duální termočlánky). Kompenzační vodiče mají kladnou a zápornou polaritu a musí být správně připojeny, aby nedocházelo k chybám měření.
2. Vzhled a zapojení šroubových-platinových odporových teploměrů
Hlava šroubového-platinového odporového teploměru má odlišné šroubové{1}}fixační zařízení, které je svým jedinečným designem a které zajišťuje, že snímací prvek je v těsném kontaktu s měřeným povrchem. Spojovací krabice obvykle obsahuje tři nebo čtyři vodiče (tří-vodičový nebo čtyř{4}}vodičový systém) pro kompenzaci chyb odporu vodičů. Platinové odporové teploměry nevyžadují rozlišování mezi kladnými a zápornými póly, protože jejich pracovní princip je založen spíše na změnách hodnoty odporu než na elektromotorické síle.
V. Souhrn
Termočlánky propojovací krabice s pevným{0}}závitem a šroubové-platinové odporové teploměry se výrazně liší ve struktuře, pracovním principu, aplikačních scénářích a vzhledu a zapojení. Termočlánky jsou vhodné pro aplikace s vysokou-teplotou a rychlou-reakcí, zatímco šroubové-platinové odporové teploměry jsou vhodné pro středně-až-nízké a vysoce{8}}přesné měření povrchové teploty. V praktických aplikacích by měl být vybrán vhodný senzor podle konkrétních potřeb. Pochopením konstrukčních charakteristik a pracovních principů těchto dvou senzorů lze lépe porozumět jejich aplikačním scénářům, a tím poskytnout přesnější a spolehlivější řešení pro průmyslové měření teploty.
