ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ

Θερμοστοιχεία: μέτρηση θερμοκρασίας έως 1.700 °C

Το θερμοστοιχείο αποτελείται από δύο σύρματα από διαφορετικά μέταλλα, ενωμένα στην άκρη. Όταν η άκρη είναι θερμότερη από την άλλη πλευρά, το ζεύγος δίνει μια μικρή τάση που εξαρτάται από τη διαφορά θερμοκρασίας. Απλό, ανθεκτικό και ικανό να δουλεύει σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες —έως περίπου 1.700 °C, ανάλογα με τον τύπο—, το θερμοστοιχείο είναι η συνήθης επιλογή για κλιβάνους, καμίνια, καυσαέρια και μηχανήματα με κραδασμούς. Ο κατάλογός μας περιλαμβάνει τα βιομηχανικά θερμοστοιχεία της United Electric Controls.

Δείτε τα θερμοστοιχεία του καταλόγου

Πώς λειτουργεί ένα θερμοστοιχείο

Ενώστε δύο σύρματα από διαφορετικά μέταλλα στη μία άκρη και ζεστάνετε αυτή την άκρη: ανάμεσα στις ελεύθερες άκρες εμφανίζεται μια μικρή τάση. Είναι το φαινόμενο Seebeck, και η τάση εξαρτάται από τη διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στην ενωμένη άκρη —τη θερμή επαφή— και στις ελεύθερες άκρες. Είναι μικρή: ένα θερμοστοιχείο τύπου K δίνει περίπου 4,1 mV στους 100 °C, με τις ελεύθερες άκρες στους 0 °C.

Επειδή η τάση εξαρτάται από μια διαφορά, το όργανο πρέπει να ξέρει και τη θερμοκρασία των ελεύθερων άκρων, εκεί όπου τα σύρματα του θερμοστοιχείου φτάνουν στους ακροδέκτες του — την επαφή αναφοράς, ή ψυχρή επαφή. Ένας αισθητήρας στους ακροδέκτες τη μετρά, και το όργανο την προσθέτει στην ένδειξη. Αυτό λέγεται αντιστάθμιση ψυχρής επαφής.

Κάθε ζεύγος μετάλλων είναι ένας τύπος με ένα γράμμα, που ορίζεται από την IEC 60584. Ο τύπος K (νικέλιο-χρώμιο / νικέλιο-αλουμίνιο) είναι ο πιο διαδεδομένος τύπος γενικής χρήσης, έως περίπου 1.200 °C· ο τύπος N είναι παρόμοιος και πιο σταθερός στις υψηλές θερμοκρασίες· οι τύποι J και T ταιριάζουν σε χαμηλότερες θερμοκρασίες· οι τύποι R και S (πλατίνα-ρόδιο / πλατίνα) φτάνουν περίπου τους 1.600 °C, και ο τύπος B περίπου τους 1.700 °C.

Η IEC 60584 ορίζει και κλάσεις ανοχής. Για τον τύπο K, η κλάση 1 επιτρέπει ±1,5 °C ή ±0,4 % της θερμοκρασίας, όποιο είναι μεγαλύτερο, και η κλάση 2 ±2,5 °C ή ±0,75 %. Στις υψηλές θερμοκρασίες τα σύρματα αλλάζουν σιγά σιγά, οπότε η ένδειξη μπορεί να ολισθαίνει με τον χρόνο: τα θερμοστοιχεία σε θερμή λειτουργία πρέπει να ελέγχονται και να αντικαθίστανται περιοδικά.

Η θερμή επαφή των δύο διαφορετικών συρμάτων (το ένα συνεχές, το άλλο διακεκομμένο)
Η θερμότητα στο σημείο μέτρησης
Η επαφή αναφοράς (ψυχρή επαφή), με δικό της αισθητήρα για την αντιστάθμιση
Η τάση αυξάνεται με τη διαφορά θερμοκρασίας, σε ελαφρώς καμπύλη — λίγα millivolt

Πού ταιριάζει ένα θερμοστοιχείο — και πού όχι

Ιδανικό για

Πολύ υψηλές θερμοκρασίες: κλίβανοι, καμίνια, αποτεφρωτήρες, θερμαντήρες και καυσαέρια — έως περίπου 1.200 °C με τους τύπους K και N, και ψηλότερα με τους τύπους R, S και B
Μηχανήματα με κραδασμούς ή κρούσεις, όπως κινητήρες, συμπιεστές και στρόβιλοι: μια συγκολλημένη επαφή σε περίβλημα με ορυκτή μόνωση δεν έχει τίποτα εύθραυστο να σπάσει
Γρήγορη απόκριση: ένα λεπτό περίβλημα ή μια εκτεθειμένη επαφή ακολουθεί τις γρήγορες αλλαγές θερμοκρασίας
Μικρούς χώρους, επιφάνειες και λεπτά αισθητήρια, αφού ο αισθητήρας μπορεί να γίνει πολύ λεπτός
Μεγάλο εύρος με έναν αισθητήρα, και απλή, οικονομική κατασκευή

Σκεφτείτε το ξανά όταν

Χρειάζεστε ακρίβεια καλύτερη από τους ±1,5 °C ενός θερμοστοιχείου τύπου K, J ή N κλάσης 1: μια θερμοαντίσταση Pt100 (κλάση A ±0,15 °C στους 0 °C) είναι ακριβέστερη έως περίπου τους 600 °C
Χρειάζεστε σταθερότητα στον χρόνο σε υψηλές θερμοκρασίες χωρίς περιοδικούς ελέγχους: τα σύρματα ολισθαίνουν με τον χρόνο
Ο αισθητήρας είναι μακριά από το όργανο: το σήμα των millivolt θέλει καλώδιο προέκτασης του ίδιου τύπου και μαζεύει ηλεκτρικό θόρυβο — βάλτε καλύτερα μεταδότη
Η εγκατάσταση ανακατεύει τύπους καλωδίων ή αντιστρέφει την πολικότητα: κάθε ένωση πρέπει να έχει τα σωστά υλικά θερμοστοιχείου, αλλιώς προσθέτει σφάλμα

Σύγκριση με τις άλλες τεχνολογίες

Τυπικό εύρος θερμοκρασίας κάθε τεχνολογίας, σε °C. Τονισμένη είναι η τεχνολογία αυτού του άρθρου.

Θερμοαντιστάσεις−200…+600 °C
Θερμοστοιχεία (η τεχνολογία αυτού του άρθρου)−200…+1700 °C
Μεταδότες θερμοκρασίας−200…+1700 °C *
Διακόπτες θερμοκρασίας−50…+400 °C

Τυπικά εύρη, όχι δέσμευση μοντέλου. Ακρίβεια θερμοαντιστάσεων κατά IEC 60751 στους 0 °C· θερμοστοιχείων κατά IEC 60584, ανάλογα με τον τύπο και την κλάση· για τους μεταδότες (*), το εύρος είναι αυτό του αισθητήρα που συνδέεται. Επιβεβαιώνουμε τα στοιχεία κάθε οργάνου για τη δική σας εφαρμογή.

Όλες οι τεχνολογίες

Εγκατάσταση θερμοστοιχείου

Η θερμή επαφή είναι στην άκρη, άρα η άκρη πρέπει να βρίσκεται εκεί όπου θέλετε τη θερμοκρασία, αρκετά βαθιά ώστε η θερμότητα που φτάνει κατά μήκος του περιβλήματος να μην αλλοιώνει την ένδειξη. Σε κλιβάνους και αγωγούς καυσαερίων, το θερμοστοιχείο μπαίνει συνήθως σε προστατευτικό σωλήνα, μεταλλικό ή κεραμικό, που κρατά τη θερμή, διαβρωτική ατμόσφαιρα μακριά από τα σύρματα.

Και το αδύναμο σήμα θέλει προσοχή στη διαδρομή του ώς το όργανο:

Το σωστό καλώδιο προέκτασηςΑπό την κεφαλή ώς το όργανο ή τον μεταδότη, χρησιμοποιήστε καλώδιο προέκτασης ή αντιστάθμισης του ίδιου τύπου θερμοστοιχείου, με τη σωστή πολικότητα. Ένα κοινό χάλκινο καλώδιο δημιουργεί νέα επαφή και σφάλμα.

Γειωμένη, μονωμένη ή εκτεθειμένη επαφήΗ γειωμένη επαφή, συγκολλημένη στην άκρη του περιβλήματος, αποκρίνεται πιο γρήγορα· η μονωμένη είναι απομονωμένη από το περίβλημα και από τον ηλεκτρικό θόρυβο· η εκτεθειμένη είναι η πιο γρήγορη αλλά απροστάτευτη — για καθαρά, μη διαβρωτικά αέρια.

Με στήριξη στις υψηλές θερμοκρασίεςΈνας μακρύς οριζόντιος προστατευτικός σωλήνας μπορεί να λυγίσει στις υψηλές θερμοκρασίες: στηρίξτε τον μέσα στον κλίβανο, ή τοποθετήστε τον κατακόρυφα όπου γίνεται.

Ο ίδιος τύπος θερμοστοιχείου στον αισθητήρα, στο καλώδιο προέκτασης και στις ρυθμίσεις του οργάνου ή του μεταδότη.
Κρατήστε το καλώδιο του σήματος μακριά από καλώδια ισχύος και ρυθμιστές στροφών, ή βάλτε μεταδότη κοντά στον αισθητήρα.
Ελέγχετε περιοδικά τα θερμοστοιχεία σε θερμή λειτουργία, και αντικαταστήστε τα όταν ολισθαίνουν.
Διαλέξτε προστατευτικό σωλήνα κατάλληλο για την ατμόσφαιρα — μεταλλικό για τις περισσότερες, κεραμικό για τους θερμότερους κλιβάνους.

Θερμοστοιχεία ανά κλάδο

Ενέργεια & ΙσχύςΕστίες λεβήτων, υπέρθερμος ατμός, καυσαέρια και εξαγωγή στροβίλων, όπου οι θερμοκρασίες είναι πολύ υψηλές για θερμοαντίσταση.

Ορυχεία, Μεταλλεύματα & ΜέταλλαΚαμίνια, κλίβανοι και θερμικές κατεργασίες, με προστατευτικούς σωλήνες για τα θερμότερα και πιο αποξεστικά σημεία.

Πετρέλαιο & Φυσικό ΑέριοΘερμαντήρες διεργασίας, αντιδραστήρες και συστήματα πυρσού στα διυλιστήρια, όπου χρειάζονται ανθεκτικοί αισθητήρες υψηλής θερμοκρασίας.

ΧημικάΑντιδραστήρες, αποτεφρωτήρες και γραμμές διεργασίας υψηλής θερμοκρασίας, συχνά με μεταδότη στην κεφαλή.

ΝαυτιλίαΘερμοκρασία καυσαερίων μηχανών και λεβήτων πάνω στο πλοίο, όπου οι κραδασμοί είναι διαρκείς.

Θερμοστοιχεία στον κατάλογό μας

Τα θερμοστοιχεία του καταλόγου μας, το καθένα με τη δική του σελίδα και τα τεχνικά του στοιχεία.

Όλα τα θερμοστοιχεία

UNITED ELECTRIC CONTROLSIndustrial Thermocouples - United ElectricΑνθεκτικά θερμοηλεκτρικά στοιχεία για απαιτητικές βιομηχανικές εφαρμογές με αξιόπιστη απόδοση. Προβολή προϊόντος

Θερμοστοιχεία: συχνές ερωτήσεις

Για τις περισσότερες βιομηχανικές εφαρμογές έως περίπου 1.200 °C, τον τύπο K — ή τον τύπο N, που είναι πιο σταθερός στις υψηλές θερμοκρασίες. Για χαμηλότερες θερμοκρασίες, τους τύπους J και T· για τους θερμότερους κλιβάνους, τους τύπους πλατίνας R, S και B. Σας βοηθάμε να διαλέξετε από τη θερμοκρασία, την ατμόσφαιρα και την ακρίβεια που χρειάζεστε.

Κατά IEC 60584, ένα θερμοστοιχείο τύπου K κλάσης 1 είναι μέσα σε ±1,5 °C ή ±0,4 % της θερμοκρασίας, όποιο είναι μεγαλύτερο, και κλάσης 2 μέσα σε ±2,5 °C ή ±0,75 %. Στις υψηλές θερμοκρασίες η ένδειξη μπορεί να ολισθαίνει με τον χρόνο, οπότε η ακρίβεια στη λειτουργία εξαρτάται και από το πόσο συχνά ελέγχεται ο αισθητήρας.

Επειδή κάθε ένωση διαφορετικών μετάλλων δίνει τάση. Αν συνδέσετε το θερμοστοιχείο με κοινό χάλκινο καλώδιο, η ένωση γίνεται ένα δεύτερο, ανεπιθύμητο θερμοστοιχείο και η ένδειξη βγαίνει λάθος. Το καλώδιο προέκτασης ή αντιστάθμισης του ίδιου τύπου μεταφέρει το σήμα χωρίς αυτό το σφάλμα — ή ένας μεταδότης στην κεφαλή το μετατρέπει επί τόπου σε 4–20 mA.

Πάνω από περίπου 600 °C, με έντονους κραδασμούς, ή όπου χρειάζεστε πολύ γρήγορη απόκριση, θερμοστοιχείο. Όπου μετρούν περισσότερο η ακρίβεια και η σταθερότητα και η θερμοκρασία είναι χαμηλότερη, θερμοαντίσταση Pt100. Δείτε τη σύγκριση στη σελίδα με τις τεχνολογίες μέτρησης θερμοκρασίας.

Ρωτήστε για θερμοστοιχείο

Πείτε μας το μέσο ή την ατμόσφαιρα, το εύρος θερμοκρασίας, τη σύνδεση διεργασίας και το μήκος εμβάπτισης, τον τύπο αν τον ξέρετε, και την έξοδο που χρειάζεστε — και οι μηχανικοί μας θα προτείνουν το σωστό θερμοστοιχείο, με τιμή και χρόνο παράδοσης.