Термопары

Компания «Термопечь» предлагает качественные термопары для ваших электропечей по доступным ценам. Наша продукция соответствует всем необходимым стандартам качества. Термопреобразователи – незаменимый элемент на любом предприятии, где есть высокотемпературные печи. Такой вид комплектующих всегда должен быть под рукой. Мы сами проектируем и производим всю представленную на сайте продукцию, в том числе и термопары. При их производстве используются только материалы самого высокого качества.

У нас вы можете приобрести термопреобразователи следующих модификаций:

-ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ БЕСКОРПУСНЫЕ ПРОВОЛОЧНЫЕ модификаций ТП-К(N; L) 0001 и 0002

-ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ БЕСКОРПУСНЫЕ модификации ТП-S(В) 001

Технические характеристики ТП-К, ТП-N, ТП-L:

Технические характеристики ТП-S 001, ТП-В 001

Основной принцип работы термопары

Термопара это один из самых старых и по-прежнему максимально распространенный температурный датчик, который используется в промышленном производстве. Действие его основано на эффекте, который был открыт Томасом Зеебеком в 1822 году. Этот принцип гласит, что если гомогенный материал, который обладает свободными зарядами, является носителем различных температур на краях измерительных контактов, то между ними зарождается разница потенциалов.

Важные достоинства термопар:

• -   широкий диапазон рабочих температур. Они являются самыми высокотемпературными из всех контактных датчиков
• -   есть возможность непосредственного заземления места спайки или же приведение в прямой контакт с объектом исследования
• -   простая в производстве и применении конструкция

Несовершенство термопар заключается в следующем:

• - При использовании термопары требуется контроль температуры холодных спаев. Современные конструкции предусматривают применение вмонтированного термистора или полупроводникового сенсора, корректирующие изменяющийся ТЭДС.
• - Возможно возникновение термоэлектрической гетерогенности в проводниках, что приводит к перемене показателей градуирования, что становиться следствием трансформации структуры сплава в результате коррозийных или химических процессов.
• - При низкой степени герметичности корпуса термопары, электроды будут подвергаться неблагоприятному влиянию агрессивной атмосферы и погодных явлений из-за активности материала использованного при их изготовлении.
• - Возможность возникновения  эффекта «антенны» при значительной протяженности термопарных и удлинительных кабелей.
• - Нелинейная зависимость ТЭДС от температуры, что создает проблемы при создании вторичных преобразователей сигнала.
• - В случае существования строгих условий временной инерции термопары и необходимости заземления рабочего спая, необходимо обеспечить изоляцию преобразователя сигнала, для того чтобы устранить риск появления утечек через землю.

Общие рекомендации по выбору термопары

Термопары из неблагородных металлов:

1. Термопары J-типа (железо-константановая)

• - Рекомендуется применять при положительных температурах, так как конденсация влаги приведет в образованию ржавчины и разрушению
• - Максимально подходят для разряженной атмосферы
• - Выше температуры в 500° С происходит быстрое окисление выводов
• - После термического старения показания повышаются
• - Основным плюсом является невысокая стоимость

2. Термопары Е-типа (хромель-константановая)

• - Обладает высокой чувствительностью
• - Имеет хорошую термоэлектрическую однородность материалов из которых изготовлены электроды
• - Возможно применение в условиях низких температурами

3. Термопара Т-типа (медь-константановая)

• - Возможность использования при отрицательных температурах
• - Устойчива к среде с избытком и недостатком кислорода
• - Низкая чувствительность к высокой влажности атмосферы
• - Не рекомендуется применять при температурах свыше 400° С
• - С целью удаления материалов, которые вызывают термоэлектрическую неоднородность, оба вывода могут быть отожжены

4. Термопары К-типа (хромель-алюмелевые)

• - Имеют широкое распространение из-за большого диапазона рабочих температур от -100° С до +1000° С (температурных предел зависит от диаметра термоэлектрода).
• - При температурах 200-500° С возможно возникновение гистерезиса, то есть изменение показаний (достигающее 5° С) могут различаться при нагревании и охлаждении.
• - Рекомендовано использование в нейтральной среде или атмосфере с избытком кислорода
• - Резкое снижение показателей после термического старения
• - Невозможность использования в разряженной атмосфере, в следствии выделения хрома из вывода, что приводит к изменению ТЭДС и показывает заниженную температуру
• - Богатая серой атмосфера оказывает вредное воздействие на оба электрода

5. Термопары N-типа

• - Достаточно новый вид термопары, разработан на базе термопары К-типа. При высоких рабочих температурах легко загрязняются примесями.
• - Рекомендуется использование в диапазоне температур до 1200° С (в зависимости от диаметра проволоки)
• - Непродолжительная работа возможна при температуре 1250° С
• - Максимальная стабильность с минимальным гистерезисом достигается при 200-500° С
• - Среди линейки термопар из неблагородных металлов обладает самой высокой точностью

Термопары из благородных металлов:

1. термопары S-типа (платнородий-платиновые)

• - Максимальный рабочий температурный диапазон достигает 1350° С
• - Возможно непродолжительное применение при 1600° С
• - При температурах превышающих 900° С загрязняется водородом, углеродом, медными и железными примесями.
• - Возможно использование в окислительной среде
• - При температурах превышающих 1000° С возможно загрязнение кремнием, присутствующим в определенных видах защитных керамических материалах.
• - ТЭДС при температурах ниже 400° С крайне мала и не линейна.
• - Термопара R-типа (платнородий-платиновая)
• - Основные свойства совпадают с термопарами S-типа

2. Термопары В-типа (платнородий-платинородиевые)

• - Рекомендуется использовать при температуре не выше 1500° С
• - Непродолжительная работа возможна при 1750° С
• - При температурах свыше 900° С загрязняется водородом, кремнием, железными и медными парами
• - Возможно загрязнение кремнием при температуре превышающей 1000° С, поэтому рекомендуется использование керамических трубок выполненных из очищенного алюминиевого оксида
• - Возможно использование в термоокислительной среде
• - ТЭДС при температурах ниже 600° С крайне мала и ризоморфна.

Погрешности термопар и их источники

Особенность работы термопары и специфика преобразования и распространение сигнала могут привести к некоторым затруднениям в процессе эксплуатации, провоцируя возникновение погрешности в диагностике температур.

1. -  Неисправность образования рабочего спая
2. -  Формирование термоэлектрической ликвации по длине электродов и сдвиги градуировочной характеристики термопары.
3. -  Возможность возникновения гальванического эффекта
4. -  Тепловое шунтирование
5. -  Возникновение электрических утечек и шумов.

Формирование спая

Разработан ряд методов для формирования основного спая термопары — механическое скручивание, спаивание, сварка и другие. В процессе сварочных работ в спай добавляют как правило добавочный метал, обладающий более низкими показателями температуры плавления, что приводит к нарушению целостности спая при высоких температурах. Именно по этой причине гораздо целесообразнее применение сварки. Однако здесь стоит обратить пристальное внимание на перегрев, способный повредить проволоку, а газ применяемый при сварке может загрязнить электроды. Существует специальное программное обеспечение, которое считывает и обрабатывает сигнал термопары, где предусмотрен тест на разрыв спая.

Появление термоэлектрической неоднородности

Самые серьезные трудности возникают при диагностике источника ошибки, так как показатели ТЭДС на первый взгляд кажутся приемлемыми. Неоднородность может возникнуть в результате диффузии примесей  из окружающей среды при высоких температурных показателях или механической обработки электродов. Возникает как правило из-за протягивания электродов, механических воздействий, вибрации, которые вызывают напряжение в проволоке. В результате длительного воздействия высоких температур может происходить изменение химического состава сплава на отдельных участках провода. Основным способом борьбы с возникновением данной погрешности является формирование плавного изменения температуры на всей протяженности электрода с применением металлических рукавов или чехлов.

Сопротивление изоляции термопары

Изоляционное сопротивление снижается по экспоненте с ростом температуры. В некоторых случаях при высоких температурных показателях возможно образование «виртуального» спая, то есть практически замыкание электродов в срединной точке термопары. Данный эффект приводит к тому, что измерение температуры будет происходить не в рабочем спае.

Гальванический эффект

В некоторых видах изоляции применяются красители, вызывающие образование электролита при попадании воды, что приводит к образованию гальванического эффекта. Для устранения данного дефекта следует использовать надежную защиту проволоки от условий окружающей среды, проникновения жидкостей.

Тепловое шунтирование

Как и прочие контактные датчики термопара, при введении в измеряемый объест, меняет его температуру. По этой причине следует применять термопары соразмерные изучаемым объектам. Однако  изготовленные из тонкой проволоки термопары сильнее подвержены загрязнениям и электрическому шунтированию. Для минимизации данного эффекта используются удлинительные провода (чей коэффициент Зеебека близок к показателям данной термопары соединяющие). Ко всему прочему гораздо проще протянуть удлинительный провод через измерительный канал, чем тонкую проволоку термопары.

Электрические шумы

Подавление широкополосного шума производиться аналоговым фильтром. Отклонение, вызванное утечкой постоянного тока в системе  обычно не вызывает значительных погрешностей, но всегда должна приниматься во внимание, особенно в случаях работы с маленькими термоэлектродами и высокими показателями сопротивления.

Как подобрать термопарную проволоку?

Проволока, применяемая в конструкции термопары, изготовлена согласна стандартам допуска для термопар различных видов и классов. Изъятые из одного сертифицированного бабина участки проволоки как правило имеют большее сходство в показателях ТЭДС, чем участки из разных мотков. В случае когда изготовление происходит с целью получения точности, превышающей стандартные, требуется проверка на термоэлектрическую неоднородность электродов и дальнейшие меры для минимизации вероятности ее возникновения.

Общие рекомендации при эксплуатации термопары

Точность измерительной системы может быть улучшена при помощи ряда мер:

• -  Применение пробода большего диаметра, который при этом не должен изменять температуру изучаемого объекта
• -  При необходимости использовать мини-термопару
• -  Минимизировать механические деформации и вибрации в термопарной проволке
• -  При возникновении необходимости использования очень протяженных термопар и удлинительных кабелей необходимо соединить экран провода с монитором вольтметра, тщательно перекручивая выводы
• -  Избегать резких скачков температуры по длине термопары
• -  Эксплуатация термопары должна проходить строго в рамках рабочих температур
• -  Для обеспечения надежной защиты проволоки необходимо применять защитный чехол при эксплуатации в условиях вредной среды из соответствующего материалах
• -  Производить постоянный мониторинг  событий и контроль за сопротивлением термоэлектродов
• -  Для обеспечения дополнительного контроля используются термопары с 4 электродами, что позволяет проводить дополнительные замеры температур, электрических помех, напряжения.