หลักการและโครงสร้างเทอร์โมคัปเปิล

เทอร์โมคัปเปิลเป็นหนึ่งในองค์ประกอบการตรวจจับอุณหภูมิที่ใช้กันมากที่สุดในอุตสาหกรรม ข้อดีของมันคือ:
①ความแม่นยำในการวัดสูง เนื่องจากเทอร์โมคัปเปิลสัมผัสโดยตรงกับวัตถุที่ถูกวัดจึงไม่ได้รับผลกระทบจากสื่อโดยรอบ
②ช่วงการวัดที่กว้าง thermocouples ที่ใช้กันทั่วไปสามารถวัดได้อย่างต่อเนื่องจาก -50 ~ +1600 องศาและเทอร์โมคัปเปิลพิเศษบางตัวสามารถวัดได้ต่ำถึง -269 ระดับ (เช่นทองคำ, เหล็ก, นิกเกิลและโครเมียม) และสูงถึง +2800
③โครงสร้างที่เรียบง่ายและการใช้งานที่สะดวก เทอร์โมคัปเปิลมักจะประกอบด้วยสายโลหะสองสายที่แตกต่างกันและไม่ จำกัด ด้วยขนาดและการสิ้นสุด มีแขนป้องกันอยู่ด้านนอกซึ่งสะดวกมากในการใช้งาน
1. หลักการพื้นฐานของการวัดอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิล
เชื่อมตัวนำสองตัวหรือเซมิคอนดักเตอร์ A และ B ของวัสดุที่แตกต่างกันเพื่อสร้างวงปิด เมื่อมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างจุดเชื่อมต่อทั้งสองจุด 1 และ 2 ของตัวนำ A และ B แรงไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นระหว่างทั้งสองดังนั้นกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่จะเกิดขึ้นในลูป ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริก เทอร์โมคัปเปิลทำงานโดยใช้เอฟเฟกต์นี้
2. ประเภทและองค์ประกอบโครงสร้างของเทอร์โมคัปเปิล
(1) ประเภทของเทอร์โมคัปเปิล
เทอร์โมคัปเปิลทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: เทอร์โมคัปเปิลมาตรฐานและเทอร์โมคัปเปิลที่ไม่ได้มาตรฐาน เทอร์โมคับเปิลมาตรฐานที่ใช้อ้างอิงเทอร์โมคัปเปิลซึ่งมีศักยภาพเทอร์โมอิเล็กทริกและความสัมพันธ์ของอุณหภูมิการเบี่ยงเบนที่อนุญาตและสเกลมาตรฐานแบบครบวงจรถูกกำหนดโดยมาตรฐานแห่งชาติ พวกเขามีเครื่องมือแสดงผลที่ตรงกันสำหรับการเลือก เทอร์โมคัปเปิลที่ไม่ได้มาตรฐานนั้นไม่ดีเท่าเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐานในแง่ของขอบเขตการใช้งานหรือจำนวนระดับและบางส่วนมีเครื่องชั่งที่แตกต่างกัน ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการวัดในสถานที่พิเศษบางแห่ง เทอร์โมคัปเปิลมาตรฐาน
ตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม 2531 ประเทศของฉันได้ผลิตเทอร์โมคัปเปิลและตัวต้านทานความร้อนทั้งหมดตามมาตรฐาน IEC และเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐานทั้งเจ็ด S, B, E, K, R, J และ T (เช่นตัวเลขสเกล) เป็นเทอร์โมคัปเปิลออกแบบของประเทศ
(2) โครงสร้างของเทอร์โมคัปเปิลเพื่อให้แน่ใจว่าเทอร์โมคัปเปิลทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือและเสถียรข้อกำหนดต่อไปนี้จะถูกกำหนดในโครงสร้างของมัน:
①การเชื่อมของเทอร์โมคัปเปิลทั้งสองที่สร้างเทอร์โมคัปเปิลจะต้องมั่นคง
②เทอร์โมคัปเปิลทั้งสองควรได้รับการหุ้มฉนวนกันอย่างดีเพื่อป้องกันการลัดวงจร
③การเชื่อมต่อระหว่างลวดชดเชยและปลายอิสระของเทอร์โมคัปเปิลควรสะดวกและเชื่อถือได้
④แขนเสื้อป้องกันควรจะสามารถตรวจสอบให้แน่ใจว่าเทอร์โมคัปเปิลนั้นแยกได้อย่างเต็มที่จากสื่อที่เป็นอันตราย
3. การชดเชยอุณหภูมิของปลายเย็นของเทอร์โมคัปเปิล
เนื่องจากวัสดุของเทอร์โมคัปเปิลมักจะค่อนข้างมีค่า (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้โลหะมีค่า) และระยะห่างระหว่างจุดวัดอุณหภูมิและเครื่องมืออยู่ไกลมากเพื่อช่วยวัสดุเทอร์โมคัปเปิลและลดค่าใช้จ่าย จะต้องชี้ให้เห็นว่าบทบาทของลวดชดเชยเทอร์โมคัปเปิลเป็นเพียงการขยายเทอร์โมคัปเปิลและย้ายปลายเย็นของเทอร์โมคัปเปิลไปยังขั้วเครื่องมือในห้องควบคุม มันเองไม่สามารถกำจัดอิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิปลายเย็นต่อการวัดอุณหภูมิและไม่ได้มีบทบาทชดเชย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีมาตรการการปรับเปลี่ยนอื่น ๆ เพื่อชดเชยอิทธิพลของอุณหภูมิปลายเย็น t {{0}}} ≠ 0 องศาในการวัดอุณหภูมิ
เมื่อใช้ลวดชดเชยเทอร์โมคัปเปิลจำเป็นต้องให้ความสนใจกับการจับคู่ของแบบจำลองขั้วไม่สามารถเชื่อมต่อได้อย่างไม่ถูกต้องและอุณหภูมิของการเชื่อมต่อปลายการเชื่อมต่อของลวดชดเชยและเทอร์โมคัปเปิลไม่ต้องเกิน 100 องศา
ตัวอย่างเช่น: s-type thermocouple) platinum-rhodium 10- thermocouple แพลตตินัม
Platinum-Rhodium 10- thermocouple แพลตตินัม (เทอร์โมคัปเปิลชนิด S-type) เป็นเทอร์โมคัปเปิลโลหะมีค่า เส้นผ่านศูนย์กลางลวดถูกระบุเป็น 0. 5mm และค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาตคือ -0. 02mm องค์ประกอบทางเคมีที่ระบุของอิเล็กโทรดบวก (SP) คือโลหะผสมแพลตตินัมโรเดียมซึ่งมี 10% โรเดียมและ 90% แพลตตินัม อิเล็กโทรดเชิงลบ (SN) เป็นแพลตตินัมบริสุทธิ์ดังนั้นจึงเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นเทอร์โมคัปเปิลแพลตตินัมเดี่ยว อุณหภูมิการใช้งานชั่วคราวสูงสุดของเทอร์โมคัปเปิลนี้คือ 1300 องศาและอุณหภูมิการใช้งานระยะสั้นสูงสุดคือ 1600 องศา
เทอร์โมคัปเปิลประเภท S มีความเสถียรสูงสุดเสถียรภาพช่วงอุณหภูมิที่กว้างและอายุการใช้งานที่ยาวนานในซีรีย์เทอร์โมคัปเปิล มันมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่ยอดเยี่ยมความเสถียรของเทอร์โมอิเล็กทริกและประสิทธิภาพการต่อต้านการออกซิเดชั่นที่ดีที่อุณหภูมิต่ำและเหมาะสำหรับการออกซิไดซ์และบรรยากาศเฉื่อย เนื่องจากเทอร์โมคัปเปิลประเภท S มีคุณสมบัติที่ครอบคลุมยอดเยี่ยมเทอร์โมคัปเปิลชนิด S-type ที่ตรงกับระดับอุณหภูมิการใช้งานได้ถูกใช้เป็นเครื่องมือแก้ไขสำหรับเครื่องชั่งอุณหภูมิ แม้ว่า "-90" จะกำหนดว่าพวกเขาจะไม่ถูกใช้เป็นเครื่องมือปรับภายนอกสำหรับเครื่องชั่งอุณหภูมิอีกต่อไปคณะกรรมการที่ปรึกษาอุณหภูมิ (CCT) เชื่อว่าเทอร์โมคัปเปิลชนิด S-type ยังคงสามารถใช้เพื่อบรรลุสเกลอุณหภูมิโดยประมาณ