V oblasti průmyslového měření teploty jsou dvěma běžnými typy teplotních senzorů termočlánky typu termočlánky s pohyblivou přírubou a platinové odporové teploměry s těsněním. Mají výrazné rozdíly ve struktuře, pracovním principu, aplikačních scénářích a vzhledu/zapojení. Tento článek bude podrobně diskutovat o tom, jak rozlišovat mezi těmito dvěma typy senzorů, což čtenářům pomůže lépe je pochopit a použít.
I. Strukturální rozdíly
1. Konstrukční charakteristiky termočlánků typu s pohyblivou přírubou
Termočlánky typu propojovací krabice s pohyblivou přírubou se skládají hlavně z termočlánkového prvku, izolačního pouzdra, ochranného pláště, zařízení pro připojení pohyblivé příruby a spojovací krabice. Termočlánkový prvek je základní součástí termočlánku, který se skládá ze dvou kovových drátů z různých materiálů (jako je nikl-chrom/nikl-křemík, platina-rhodium/platina atd.), jejichž konce jsou svařeny k sobě, aby vytvořily měřicí konec. Izolační pouzdro je obvykle vyrobeno z keramického materiálu (jako je korundová trubice, trubice s vysokým -aluminiem), které má vysokou teplotní odolnost a izolační vlastnosti, používá se k izolaci dvou termočlánkových drátů a zabránění zkratu. Ochranný plášť je vyroben z materiálu zvoleného podle pracovních podmínek (jako je uhlíková ocel, nerezová ocel, korund, Hastelloy) a jeho hlavní funkcí je chránit termočlánek před korozí nebo nárazem média. Není vyžadována vysoká tepelná vodivost, protože horký konec termočlánku je přímo v kontaktu s médiem, což má za následek rychlou dobu odezvy. Pohyblivé přírubové spojovací zařízení se připojuje k zařízení nebo potrubí přes přírubovou desku, což umožňuje jemné{10}}vyladění senzoru během instalace, aby se přizpůsobil různým instalačním polohám a hloubkám. Spojovací krabice slouží k připojení termočlánku a kompenzačních vodičů a obsahuje svorkovnici. Klíčovým hlediskem je stabilita teploty studeného konce (vyhýbání se blízkosti zdrojů tepla) a těsnost obvykle není nižší než IP65.
2. Konstrukční charakteristiky platinových odporových teploměrů s povrchovou montáží s těsněním
Platinové odporové teploměry s povrchovým těsněním se skládají hlavně ze snímacího prvku, těsnění, ochranné trubice a jednoduchého elektroinstalačního zařízení. Snímací prvek je součást měření teploty jádra platinového odporového teploměru, obvykle vyrobená z vinutého platinového drátu, vyžadující dostatečnou výměnu tepla s měřeným povrchem. Těsnění je unikátní konstrukce povrchově montovaného platinového odporového teploměru, vyrobeného z nerezové oceli nebo slitiny na bázi niklu-, má vysokou mechanickou pevnost a odolnost proti korozi a zajišťuje těsný kontakt mezi snímacím prvkem a měřeným povrchem pro zlepšení přesnosti měření. Ochranná trubice je vyrobena z nerezové oceli, nabízí vysokou mechanickou pevnost a odolnost proti korozi, chrání snímací prvek před mechanickým poškozením a chemickou korozí. Jednoduché zapojovací zařízení obvykle používá metodu přímého vývodu- bez samostatné spojovací krabice. Namísto toho jsou dráty vedeny vývodovými-otvory na ochranné trubici, což má za následek jednoduchou konstrukci a snadnou instalaci. Díky této konstrukci je snímač kompaktní, vhodný pro prostorově-omezené aplikace.
II. Rozdíly v principech práce
1. Princip činnosti termočlánků
Termočlánky fungují na základě Seebeckova jevu, kdy uzavřený obvod složený ze dvou různých vodičů generuje termoelektrický potenciál, pokud mají dva přechody různé teploty. Termoelektrický potenciál termočlánku je přímo úměrný teplotnímu rozdílu mezi měřicím koncem a referenčním koncem. Měřením velikosti termoelektrického potenciálu lze nepřímo určit teplotu na měřicím konci. Termočlánky mají vysokou rychlost odezvy, díky čemuž jsou vhodné pro měření vysokých teplot a rychle se měnících teplot.
2. Princip činnosti platinových odporových teploměrů
Platinové odporové teploměry fungují na základě charakteristiky, že odpor kovu se mění s teplotou; konkrétně hodnota odporu kovu roste s rostoucí teplotou. Mezi hodnotou odporu platinového rezistoru a teplotou existuje určitý funkční vztah. Změřením hodnoty odporu platinového rezistoru lze vypočítat teplotu měřeného povrchu. Platinové odporové teploměry s plošným -těsněním- používají těsnění, které zajišťuje těsný kontakt mezi snímacím prvkem a měřeným povrchem a zlepšuje přesnost a stabilitu měření.
III. Rozdíly v aplikačních scénářích
1. Aplikační scénáře termočlánků
Termočlánky s aktivní přírubou-spojovací krabice jsou vhodné pro aplikace měření vysokých-teplot, které vyžadují pevnou instalaci a rychlou odezvu, 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. Aplikační scénáře platinových odporových teploměrů
Platinové odporové teploměry s plošným -těsněním- jsou vhodné pro aplikace vyžadující měření teplot pevných povrchů, jako jsou pláště mechanických zařízení a povrchy potrubí. Jejich konstrukce těsnění umožňuje těsný kontakt s měřeným povrchem a zlepšuje přesnost měření. Platinové odporové teploměry nabízejí vysokou přesnost měření, díky čemuž jsou vhodné pro aplikace vyžadující vysokou přesnost, zejména v rozsahu středních a nízkých teplot (-200 stupňů až +500 stupňů ). Kromě toho se platinové odporové teploměry s plošným{8}}těsněním-snadno instalují, takže jsou vhodné pro prostorově omezené aplikace nebo aplikace vyžadující rychlou instalaci.
IV. Rozdíly ve vzhledu a zapojení
1. Vzhled a zapojení termočlánků
Hlava termočlánku obvykle nemá významnou změnu průměru, protože její horký spoj je přímo v kontaktu s médiem, což eliminuje potřebu dalších prvků pro snímání teploty. 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 platinových odporových teploměrů
Platinové odporové teploměry typu -připevněná podložka- mají na hlavě odlišnou podložku, což je jedinečný design pro těsný kontakt s měřeným povrchem. Kabeláž je obvykle vedena přes otvory na ochranné trubici a obvykle sestává ze dvou nebo tří vodičů (jedno nebo tří-vodičový systém), aby se kompenzovaly chyby odporu vodičů. Platinové odporové teploměry nevyžadují rozlišování mezi kladnou a zápornou polaritou, protože jejich pracovní princip je založen spíše na změnách hodnoty odporu než na elektromotorické síle.
V. Souhrn
Aktivní přírubové -termočlánky propojovací krabice namontované na povrchu a platinové odporové teploměry typu -namontované podložky- se výrazně liší ve struktuře, pracovním principu, aplikačních scénářích a vzhledu a zapojení. Termočlánky jsou vhodné pro aplikace měření vysokých-teplot, které vyžadují pevnou instalaci a rychlou odezvu, zatímco povrchové -podložkové-platinové odporové teploměry jsou vhodné pro aplikace vyžadující vysokou-přesnost měření teplot pevných povrchů. V praktických aplikacích by měl být vhodný senzor vybrán na základě 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.
