Czym jest termopara i jakie jest jej zastosowania?
Na początku XIX wieku niemiecki fizyk estońskiego pochodzenia, Thomas Johann Seebeck, odkrył, że miejsce styku pomiędzy dwoma metalami generuje napięcie będące funkcją temperatury. Efekt termoelektryczny Seebecka polegający na tym, że w obwodzie zbudowanym z dwóch różnych metali pojawia się różnica potencjałów między złączami, jeżeli oba złącza pozostają w różnych temperaturach, stanowi obecnie podstawę działania termopary, jednego z głównych czujników wykorzystywanych do pomiaru temperatury w przemyśle.
Terminologia, definicja, określenie termopary
Zgodnie z definicją, termopara to element składający się z dwóch drutów wykonanych z różnych materiałów, gdzie jeden koniec jest połączony w tzw. spoinę pomiarową, natomiast wolne końce z drugiej strony są zaciskami, w których mierzone jest powstałe na skutek efektu termoelektrycznego napięcie (napięcie jest proporcjonalne do różnicy temperatur spoiny pomiarowej oraz zacisków). Napięcie to jest zależne od rodzaju materiałów, a także różnicy temperatury, w których metale są umieszczone (im wyższa temperatura, tym wyższe napięcie).
Standardowa termopara, nazywana również termoelektrycznym czujnikiem temperatury, zbudowana jest z połączenia dwóch materiałów o średnicach od 0,2 do 5mm. W przypadku materiałów szlachetnych, jak np. rod czy platyna, wymiary te wahają się między 0,1 a 0,5 mm. Do budowy termopary stosuje się kilka rodzajów stopów metali, z których każdy dedykowany jest do określonych zastosowań.
Termopary można sklasyfikować ze względu na temperaturę pracy czujników.
- Termopara typu K (NiCr-Ni) jest najpopularniejszym typem termopary. Czujnik taki jest niedrogi, dokładny, niezawodny i ma szeroki zakres temperatur. Zakres temperatury -200...+1200°C
- Termopara typu J (Fe-CuNi) ma mniejszy zakres temperatur i krótszą żywotność w wyższych temperaturach niż typ K. Jest równoważny typowi K pod względem kosztów i niezawodności. Zakres temperatury -40...+750°C
- Termopara typu T (Cu-CuNi:) jest bardzo stabilną termoparą i często wykorzystywaną w zastosowaniach o ekstremalnie niskich temperaturach, takich jak kriogenika lub bardzo niskie zamrażarki. Zakres temperatury -200...+350°C
- Termopara typu E (NiCr-CuNi) ma silniejszy sygnał i wyższą dokładność niż typ K lub typ J w umiarkowanych zakresach temperatur 1000F i niższych. Zakres temperatury -200...+900oC
- Termopara typu N(NiCrSi-NiSi) Typ N ma taką samą dokładność i ograniczenia temperaturowe jak typ K. Typ jest jednak bardziej odporny na utlenianie. Zakres temperatury do +1200°C (1350°C)
- Termopara typu S(PtRh10-Pt) jest stosowana w przypadku bardzo wysokich temperatur. Typ S powszechnie spotykany w branżypieców przemysłowych. Jest czasami używany również w zastosowaniach o niższych temperaturach ze względu na wysoką dokładność i stabilność. Zakres temperatury do 1600°C
- Termopara typu R(PtRh13-Pt) jest stosowana w aplikacjach o bardzo wysokich temperaturach. Ma wyższy procent rodu niż typ S, co czyni ją droższą. Typ R jest bardzo podobny do termopary typu S pod względem osiągów. Zakres temperatury do 1600°C
- Termopara typu B(PtRh30-PtRh6) jest stosowana w aplikacjach o ekstremalnie wysokich temperaturachnp. pomiar temperatury rozpuszczonego szkła w hutach. Ma najwyższy limit temperatury spośród wszystkich wymienionych powyżej termopar. Zachowuje wysoki poziom dokładności i stabilności w bardzo wysokich temperaturach. Zakres temperatury do 1800°C
Wszystkie wartości siły termoelektrycznej dla poszczególnych termopar oraz dopuszczalne odchyłki są opisane normą PN-EN60584-1: 2014-04 (patrz "Charakterystyki termometryczne czujniki termoelektryczne (termopary: J, K, N, E, T, R, S, B)".
Czujniki termoelektryczne JUMO
Termopary JUMO są używane w wielu zastosowaniach przemysłowych oraz naukowych. Można je znaleźć w prawie wszystkich gałęziach przemysłowych, w tym m.in. w energetyce, przemyśle naftowym/gazowym, farmaceutycznym, biotechnologicznym, cementowym, papierniczym czy celulozowym. Termopary te są również wykorzystywane w urządzeniach codziennego użytku, jak piece centralnego ogrzewania , a także można je znaleźć w skanerach, systemach termowizyjnych oraz w sprzęcie wojskowym. Termopary JUMO zyskały swoją popularność ze względu na swoją dużą dokładność, szeroki zakres pomiarowy oraz elastyczną konstrukcję, co pozwala na ich zastosowanie w różnych, nawet najbardziej wymagających warunkach. JUMO specjalizuje się w produkcji termopar według indywidualnych wymagań Klientów, co stawiania JUMO jako lidera w branży dostawców dla producentów maszyn. Produkcja JUMO spełnia wysokie wymogi jakościowe stawiane przez branżę farmaceutyczną czy automotive.
Artykuł zewnętrzny