У галузі 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 рухомими різьбовими розподільними коробками та платинові термометри опору -типу фіксованого різьбового зонда, допомагаючи читачам краще зрозуміти та застосовувати ці два типи датчиків.
I. Структурні відмінності
1. Структурні характеристики термопар з рухомою різьбовою розподільною коробкою
Термопари рухомої різьбової розподільної коробки в основному складаються з термоелемента, ізоляційної втулки, захисної оболонки, рухомого різьбового з'єднувального пристрою 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 втулка зазвичай виготовляється з керамічного матеріалу (наприклад, корундової труби, високо-глиноземної труби), який має високу термостійкість та ізоляційні властивості, і використовується для ізоляції двох термоелементів для запобігання короткому замиканню. Захисна оболонка виготовлена з матеріалів, підібраних відповідно до умов роботи (таких як вуглецева сталь, нержавіюча сталь, корунд, хастеллой), і її основною функцією є захист термоелемента від корозії або впливу середовища. Висока теплопровідність не потрібна, оскільки гарячий кінець термопари безпосередньо контактує із середовищем, що забезпечує швидку швидкість реакції. Рухливий різьбовий з’єднувальний пристрій дає змогу точно{10}}налаштувати датчик під час встановлення для адаптації до різних положень встановлення та глибини, підвищуючи гнучкість встановлення. Розподільна коробка служить для підключення термоелемента і компенсаційних проводів, містить клемні колодки. Необхідно ретельно враховувати стабільність температури холодного спаю (уникаючи близькості до джерел тепла), а ступінь герметичності зазвичай становить не менше IP65.
2. Структурні характеристики платинових термометрів опору-типу з фіксованим різьбленням
Платинові термометри опору-типу з фіксованою різьбою в основному складаються з чутливого елемента, ізоляційного наповнювача, захисної трубки та фіксованого різьбового з’єднувального пристрою. Чутливий елемент — це компонент для вимірювання температури серцевини платинового термометра опору, зазвичай виготовлений із намотаного платинового дроту, який повинен мати достатній теплообмін із середовищем. Ізоляційний наповнювач використовується в броньованих термометрах опору, де ізоляційний порошок оксиду магнію наповнений навколо чутливого елемента, забезпечуючи як ізоляцію, так і покращену теплопровідність. У збірних термометрах опору чутливий елемент ізольований від захисної трубки ізоляційною втулкою. Матеріал захисної трубки подібний до матеріалу термопар, але вимагає вищої теплопровідності, оскільки він повинен швидко передавати температуру середовища до чутливого елемента, зменшуючи затримку відгуку. Пристрій з фіксованим різьбовим з’єднанням – це унікальна конструкція платинових термометрів опору з фіксованою різьбою-, які підключаються до обладнання або труб через фіксовану різьбу, гарантуючи, що положення датчика фіксується після встановлення та не може бути точно налаштовано. Клемний блок зазвичай інтегрується безпосередньо в захисну трубку, усуваючи потребу в окремій розподільній коробці, і підтримує три-- чи чотири-дротяні з’єднання (для компенсації похибок опору дроту), вимагаючи лише{10}}вологонепроникного ущільнення, а не компенсації холодного спаю.
II. Відмінності в принципах роботи
1. Принцип роботи термопар
Термопари працюють на основі ефекту Зеєбека, який стверджує, що коли два провідники з різних матеріалів утворюють замкнутий ланцюг, у ланцюзі генерується термоелектричний потенціал, якщо два з’єднання мають різні температури. Термоелектричний потенціал термопари пропорційний різниці температур між вимірювальним кінцем і еталонним кінцем. Вимірюючи величину термоелектричного потенціалу, можна побічно отримати температуру кінця 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. Платинові термометри опору-з фіксованою різьбою забезпечують тісний контакт між чутливим елементом і середовищем через пристрій з фіксованою різьбою, підвищуючи точність і стабільність вимірювань.
III. Відмінності в сценаріях застосування
1. Сценарії застосування термопар
Термопари з активними різьбовими з’єднувальними коробками підходять для вимірювання високих-температур, що вимагають гнучкого встановлення та налаштування, 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 платинових термометрів опору
Платинові термометри опору-різьбового-типу придатні для вимірювання середніх і низьких-температур, наприклад вимірювання температури рідин, газів і твердих поверхонь. Їхня фіксована -конструкція різьбового з’єднання забезпечує стабільне положення після встановлення, що робить їх придатними для застосувань, які вимагають тривалого-стабільного вимірювання. Платинові термометри опору забезпечують високу точність вимірювань, що робить їх придатними для застосувань, які потребують високої точності, особливо в діапазоні середніх і низьких-температур (від -200 градусів до +500 градусів).
IV. Зовнішній вигляд і відмінності проводки
1. Зовнішній вигляд і підключення термопар
Головка термопари зазвичай не має значних змін у діаметрі, оскільки її гарячий спай безпосередньо контактує із середовищем, усуваючи потребу в додатковому чутливому елементі. Розподільна коробка, як правило, містить два або чотири дроти (для подвійних термопар), а компенсаційні дроти мають позитивну та негативну полярності, які необхідно підключати правильно, щоб уникнути помилок вимірювання.
2. Зовнішній вигляд і підключення платинових термометрів опору
Платинові термометри опору-з фіксованою ниткою мають окремий чутливий елемент у голівці, унікальну конструкцію, яка використовується для безпосереднього вимірювання температури середовища. Клеми проводки зазвичай інтегровані безпосередньо в захисну трубку і зазвичай мають три або чотири дроти (три- або чотири- дротяна система) для компенсації похибок опору дроту. Платинові термометри опору не вимагають розрізнення позитивних і негативних полюсів, оскільки їх принцип роботи заснований на зміні значення опору, а не на електрорушійній силі.
V. Підсумок
Термопари з-з’єднувальної коробки з рухомою різьбою та платинові термометри опору -з зондом із фіксованою різьбою- мають значні відмінності в структурі, принципі роботи, сценаріях застосування та зовнішньому вигляді/проводці. Термопари підходять для вимірювання високих-температур, що потребують гнучкого встановлення та налаштування, тоді як платинові термометри опору-з фіксованою різьбою підходять для середніх і низьких температур і додатків, які вимагають тривалого-стабільного вимірювання. У практичних застосуваннях відповідний датчик слід вибирати на основі конкретних потреб. Розуміючи структурні характеристики та принципи роботи цих двох датчиків, можна досягти кращого розуміння сценаріїв їх застосування, таким чином забезпечуючи більш точні та надійні рішення для промислового вимірювання температури.
