У сфері промислового вимірювання температури термопари та платинові термометри опору є двома широко використовуваними датчиками температури. Вони мають значні відмінності в структурі, принципі роботи та сценаріях застосування. У цій статті детально обговорюватиметься, як відрізнити термопари з фіксованою різьбою в розподільній коробці та прості платинові термометри опору -типу зонда, допомагаючи читачам краще зрозуміти та застосовувати ці два типи датчиків.
I. Структурні відмінності
1. Структурні характеристики термопар з фіксованою різьбою в розподільній коробці
Термопари з фіксованою різьбою розподільної коробки в основному складаються з термоелемента, ізоляційної оболонки, захисної оболонки та розподільної коробки. Термоелемент — це основний компонент термопари, що складається з двох металевих дротів із різних матеріалів (таких як нікель-хром/нікель-кремній, платина-родій/платина тощо), кінці яких спаяні разом, щоб утворити вимірювальний кінець. Ізоляційна оболонка зазвичай виготовляється з керамічного матеріалу (наприклад, корундової труби, високо-глиноземної труби), який має високу температурну стійкість та ізоляційні властивості, і використовується для ізоляції двох термоелементів для запобігання короткому замиканню. Матеріал захисної оболонки вибирається відповідно до умов роботи (наприклад, вуглецева сталь, нержавіюча сталь, корунд, хастеллой), і її основна функція - захистити термоелемент від корозії або впливу середовища. Висока теплопровідність не є основною вимогою, оскільки гарячий кінець термопари безпосередньо контактує із середовищем, що забезпечує швидку відповідь. Розподільна коробка служить для підключення термоелемента і компенсаційних проводів, містить клемні колодки. Стабільність температури холодного спаю (уникнення близькості до джерел тепла) є ключовим моментом, а рейтинг герметичності зазвичай становить не менше IP65.
2. Структурні характеристики платинових термометрів опору-простого зондового типу
Платинові термометри опору-простого зондового типу складаються здебільшого з чутливого елемента, захисної трубки та простих клем. Чутливий елемент є основним компонентом для вимірювання температури платинового термометра опору, зазвичай виготовленого з намотаного платинового дроту, і потребує достатнього теплообміну із середовищем. Матеріал захисної трубки подібний до матеріалу термопари, але вимагає вищої теплопровідності, оскільки він повинен швидко передавати температуру середовища до чутливого елемента, щоб зменшити затримку відгуку. Проста конструкція робить його структуру більш компактною, зазвичай виключаючи окрему розподільну коробку та об’єднуючи клеми проводки безпосередньо в захисну трубку, що спрощує процес встановлення та підключення. Завдяки цій конструкції платиновий термометр опору-типу спрощеного зонда є більш вигідним у середовищах-з обмеженим простором або там, де потрібне швидке встановлення.
II. Відмінності в принципах роботи
1. Принцип роботи термопар
Термопари працюють на основі ефекту Зеєбека, який стверджує, що коли два різні провідники утворюють замкнутий ланцюг, у ланцюзі генерується термоелектричний потенціал, якщо два з’єднання мають різні температури. Термоелектричний потенціал термопари прямо пропорційний різниці температур між вимірювальним кінцем і еталонним кінцем. Вимірюючи величину термоелектричного потенціалу, можна опосередковано визначити температуру на кінці вимірювання. Термопари мають швидку реакцію і підходять для вимірювання високих температур і швидких змін температур.
2. Принцип роботи платинових термометрів опору
Платинові термометри опору працюють на основі того, що опір металу змінюється з температурою; тобто значення опору металу зростає зі збільшенням температури. Існує певна функціональна залежність між значенням опору платинового термометра опору та температурою. Вимірюючи значення опору платинового термометра опору, можна розрахувати температуру вимірюваного середовища. Спрощений платиновий термометр опору-типу зонда спрощує процес передачі сигналу та покращує зручність встановлення завдяки безпосередньому об’єднанню клем електропроводки.
III. Відмінності в сценаріях застосування
1. Сценарії застосування термопар
Термопари типу сполучної коробки з фіксованою різьбою підходять для вимірювання високих{1}}температур, наприклад температури печі та температури розплавленого металу. Їх швидка швидкість відгуку дозволяє їм швидко відображати зміни температури, що робить їх придатними для застосувань, які вимагають швидкого реагування. Крім того, термопари мають широкий діапазон вимірювань від -200 градусів до +1800 градусів.
2. Сценарії застосування спрощених платинових термометрів опору-типу
Платинові термометри опору спрощеного зондового-типу підходять для вимірювання середніх і низьких-температур, наприклад вимірювання температури рідин, газів і твердих поверхонь. Їхня проста конструкція робить їх більш вигідними в умовах-обмеженого простору або там, де потрібне швидке встановлення, наприклад у невеликому обладнанні чи системах тимчасового встановлення. Платинові термометри опору мають високу точність вимірювань і підходять для застосувань, що вимагають високої точності, особливо в діапазоні середніх і низьких-температур (від -200 градусів до +500 градусів).
IV. Відмінності у зовнішньому вигляді та проводці
1. Зовнішній вигляд і підключення термопар
Головка термопари зазвичай не має значних змін у діаметрі, оскільки її гарячий кінець безпосередньо контактує із середовищем, усуваючи потребу в додаткових чутливих елементах температури. З’єднувальна коробка зазвичай містить два або чотири дроти (для подвійних термопар), а компенсаційні дроти мають позитивні та негативні полюси, які потрібно під’єднати правильно, щоб уникнути помилок вимірювання. 2. Зовнішній вигляд і підключення простого зонда-Тип платинового термометра опору
Простий платиновий термометр опору-типу має окремий температурний-чутливий елемент на голові, унікальну конструкцію, яка використовується для безпосереднього вимірювання температури середовища. Клеми електропроводки безпосередньо вбудовані в захисну трубку та зазвичай мають три або чотири дроти (три- або чотири- дротяна система) для компенсації похибок опору дроту. Платиновий термометр опору не потребує розрізнення позитивних і негативних клем під час підключення, оскільки його принцип роботи заснований на зміні значення опору, а не на електрорушійній силі.
V. Підсумок
Термопари з фіксованою різьбою для монтажу в розподільній коробці та платинові термометри опору-простого зондового типу мають значні відмінності в структурі, принципі роботи, сценаріях застосування та зовнішньому вигляді/проводці. Термопари підходять для високих-температур і швидкого-реагування, тоді як прості платинові термометри опору-типу підходять для середніх--низьких температур і додатків, які потребують швидкого встановлення. У практичних застосуваннях відповідний датчик слід вибирати на основі конкретних потреб. Розуміючи структурні характеристики та принципи роботи цих двох датчиків, можна краще зрозуміти сценарії їх застосування, таким чином забезпечуючи більш точні та надійні рішення для промислового вимірювання температури.
