Термопары k типа: TC-K-TYPE-5M-30mm (0..+400°C), Термопара тип К, длина кабеля 5м, рабочая часть «гильза 30х5мм»

Термопары типа K




































ОбозначениеОписание и размеры (мм)Макс. темпр.Время реакции
TMDT 2-30Стандартная термопара. Для твердых поверхностей, таких как подшипники, корпуса, двигатели, печи и т.п.900 °C2,3 с
TMDT 2-31Термопара с магнитом. Для твердых магнитных поверхностей. Конструкция обеспечивает минимальную тепловую инерцию и максимальную точность измерений.240°C7,0 с
TMDT 2-32Термопара с электроизоляцией. Для токопроводящих частей и элементов, например, обмоток электродвигателей, трансформаторов и т. п.200°C5,5 с
TMDT 2-33Термопара с наконечником под прямым углом. Для твёрдых поверхностей крупногабаритных деталей машин.450°C8,0 с
TMDT 2-34Термопара для жидкостей и газов. Гибкий стержень из нержавеющей стали: для жидкостей, масел, кислоты, включая пламя (непригодна для расплавленного алюминия).1100°C12,0 с
TMDT2-34/1.5Термопара для жидкостей и газов. То же, что TMDT 2 34, но с более тонким стержнем, обладающим меньшей тепловой инерцией. Очень гибкая термопара, особенно удобна для измерения температуры газов.900°C6,0 с
TMDT 2-35Термопара с острым наконечником. Может быть легко воткнута в полутвердые вещества, такие как продукты питания, мясо, пластики, битум, замороженные продукты и т.п.600°C12,0 с
TMDT 2-35/1.5Термопара с острым наконечником. То же, что TMDT 2 35, но с более тонким стержнем, обладающим меньшей тепловой инерцией.600°C6,0 с

Продукт снят с производства

TMDT 2-36Термопара для и трубопроводов с зажимом. Для измерения температуры труб, кабелей и т. п., диаметром до 35 мм.200°C8,0 с
TMDT 2-37Удлинитель кабеля. Применим для любых термопар типа K. Можно заказать любую длину.
TMDT 2-38Проволочная термопара. Тонкая, легкая проволочная термопара в фибергласовой изоляции, очень малое время реакции.300°C5,0 с
TMDT 2-39Проволочная термопара для высоких температур. Тонкая, легкая проволочная термопара с изоляцией из керамики, очень малое время реакции.1350°C6,0 с
TMDT 2-40Термопара для вращающихся частей. Для измерения температур подвижных или вращающихся частей. Обеспечивает хороший контакт с вращающимися частями подшипника. Максимальная скорость 500 м/мин.200°C0,6 с
TMDT 2-41Термопара для расплавов цветных металлов. Имеет держатель. Для измерения температуры расплавленных цветных металлов. Отличная коррозионная стойкость при высоких температурах.1260°C30,0 с
TMDT 2-41AПогружаемый элемент. Запасной погружаемый элемент для TMDT 2-41.1260°C30,0 с
TMDT 2-42Термопара для окружающей среды. Для измерения температуры окружающей среды.
TMDT 2-43Термопара для тяжелых условий работы. То же, что TMDT 2-30, но с силиконовым покрытием для особо сложных условий работы.300°C3,0 с

Все, что нужно знать о термопарах

НОВИНКА!

Термопара (термоэлектрический преобразователь) — устройство, применяемое в промышленности, научных исследованиях, медицине, в системах автоматики для измерения температуры. Термопара (термоэлектрический преобразователь) — это два проводника из разных материалов, спаянных с одной стороны (горячий спай) и свободных с другой стороны (холодный спай- условный спай). Приспособление несложное, и принцип действия тоже – когда термопара нагревается или охлаждается, разные металлы меняют температуру с разной скоростью, и разница позволяет возникнуть термоэлектродвижущей силе (ЭДС), или, говоря другими словами, происходит эффект Зеебека. Благодаря этому удается измерить температуру.

Непосредственное участие в измерении ложится на горячий спай, а свободные концы подключаются к измерительному прибору. Главной характеристикой термопар, является их Тип, который определяется разновидностью спаянных металлов.

На прибор от термопары поступает напряжение в милливольтах, которое он сопоставляет с таблицей напряжений (согласно типу термопары), таблица заложена в памяти прибора и отражает текущее значение измерения.




















Таблица для Тип K (NiCr-Ni)

Typ K

Temp. oC

0-10-20-30-40-50-60-70-80-90
-200.00-5,891-6,035-6,158-6,262-6,344-6,404-6,441-6,458
-100.00-3,553-3,852-4,138-4,410-4,669-4,912-5,141-5,354-5,550-5,730
0-0,392-0,777-1,156-1,527-1,889-2,243-2,586-2,920-3,242
0102030405060708090
00,3970,7961,2031,6112,0222,4362,8503,2663,681
1004,0955,5494,9195,3275,7336,1376,5396,9397,3387,737
2008,1378,5378,9389,3419,74510,15110,56010,96911,38111,793
30012,20712,62313,03913,45613,87414,29214,71215,13215,55215,974
40016,39516,81817,24117,66418,08818,51318,93819,36319,78820,214
50020,64021,06621,49321,91122,34622,77223,19823,62424,05024,476
60024,90225,32725,75126,17626,59927,02227,44527,86728,28828,709
70029,12829,54729,96530,38330,79931,21431,62932,04232,45532,866
80033,27733,68634,09534,50234,90935,31435,71836,12136,52436,925
90037,32537,72438,12238,51938,91539,31039,70340,09640,48840,879
100041,26941,65742,04542,43242,81743,20243,58543,96844,34944,729
110045,10845,48645,86346,23846,61246,98547,35647,72648,09548,462
120048,82849,19249,55549,91650,27650,63350,99051,34451,69752,049
130052,39852,74753,09353,43953,78254,12554,46654,807



















Таблица для Тип J (Fe-CuNi)

Typ J

Temp. oC

0-10-20-30-40-50-60-70-80-90
-200,00-7,890-8,096
-100,00-4,632-5,016-5,426-5,801-6,159-6,499-6,821-7,122-7,402-7,659
00,000-0,501-0,995-1,481-1,960-2,431-2,892-3,344-3,785-4,215
0102030405060708090
000,5071,1901,5362,0582,5853,1153,6494,1864,725
1005,2695,8126,5906,9077,4578,0088,5609,1139,66710,222
20010,77711,33211,88712,44212,99813,55314,10814,66315,21715,771
30016,32516,87917,43217,98418,53719,08919,64020,19220,74321,295
40021,84622,39722,94923,50124,05424,60725,16125,71626,27226,829
50027,38827,94928,51129,07529,64230,21030,78231,35631,93332,513
60033,09633,68334,27334,86735,46436,06636,67137,28037,89338,510
70039,13039,75440,38241,01341,64742,28342,92243,56344,20744,852
80045,49846,14446,79047,43448,07648,71649,35449,98950,62151,249
90051,87552,49653,11553,72954,34154,94855,55350,15556,75357,349
100057,94258,53359,12159,70860,29360,87661,45962,03962,61963,199
110063,77764,35564,93365,51066,08766,66467,24067,81568,39068,964
120069,536















Таблица для Тип L (Fe-CuNi)

Typ L

Temp. oC

0-10-20-30-40-50-60-70-80-90
-200,00-8,15
-100,00-4,75-5,15-5,53-5,9-6,26-6,6-6,93-7,25-7,56-7,86
00-0,51-1,02-1,53-2,03-2,51-2,98-3,44-3,89-4,33
0102030405060708090
00-0,52-1,05-1,58-2,11-2,65-3,19-3,73-4,27-4,82
1005,375,926,477,037,598,158,719,279,8310,39
20010,9511,5112,0712,6313,1913,7514,3114,8815,4416
30016,5617,1217,6818,2418,819,3619,9220,4821,0421,6
40022,1622,7223,2923,8624,432525,5726,1426,7127,28
50027,8528,4329,0129,5930,1730,7531,3331,9132,4933,08
60033,6734,2634,8535,4436,0436,6437,2537,8538,4739,09
70039,7240,3540,9841,6242,2742,9243,5744,2344,8945,55
80046,2246,8947,5748,2548,9449,6350,3251,0251,7252,43

Периодически у многих клиентов возникают проблемы с определением типа термопары, когда нет описательных характеристик и необходимо подобрать замену или аналог. Решить ее довольно просто, главное знать принципы классификации термопар. В системе классификации термоэлементов есть цветовая маркировка изоляции проводников.

Например, европейская классификация по сплавам для термопар Тип L (Fe-CuNi) и Тип J (Fe-CuNi) одинаковая, очень важно понимать что они не взаимозаменяемые и напряжение на выходе при одной и той же температуре у этих термопар будет разное. Таблица стандартов по цветовой маркировке изоляции проводов будет очень полезна в определении типа термопары, если нет никакой маркировки.

Также необходимо отметить разновидность исполнения сенсорной части (горячего спая) термопар. Они бывают с изолированным и неизолированным рабочим спаем.

Показатель быстродействия при измерении температуры у неизолированной термопары выше, чем у изолированной. Но при этом усложняется схема подключения и требуются изолированные модули ввода. Поскольку разница в быстродействии не столь существенна, в основном используются термопары с изолированным спаем.

Как и все измерители температуры, термопары имеют классификацию по точности.

Для примера классы точности Тип K и Тип J, самых распространенных в использовании термопар

Класс 1: ±1.5 °C или ±0.004 x T (Тип K: -40 до +1000 °C), (Тип J :-40 до +750 °C)

Класс 2: ±2.5 °C или ±0.0075 x T (Тип K: -40 до +1200 °C), (Тип J :-40 до +750 °C)

Технические характеристики наиболее популярных термоэлектрических преобразователей (термопар) в соответствии с ГОСТ 3044 приведены в таблице:







Тип термопарыНСХ термопарыМатериал положительного термоэлектродаМатериал отрицательного термоэлектродаДиапазон измеряемых температур, °CРабочий диапазон температур, °C

ТХК

Тип L

XK (L)Сплав хромель НХ9,5 (90,5% Ni + 9,5% Cr)Сплав копель МНМц 43-0,5 (56% Cu + 44% Ni)-200…800-200. ..600

ТХA

Тип K

ХА (K)Сплав хромель НХ9,5(90,5% Ni + 9,5% Cr)Сплав алюмель НМц АК 2-2-1 (94,5% Ni + 5,5% Al, Si, Mn, Co)-200…1300-200…1000

ТЖК

Тип J

ЖК (J)Железо (Fe)Сплав константан (55% Cu + 45% Ni, Mn, Fe)-200…900-200…700

ТПП

Тип S

ПП (S)Сплав платинородий ПР-10 (90% Pt + 10% Rh)Платина (Pt)0…16000…1300

ТПР

Тип B

ПР (B)Сплав платинородий ПР-30 (70% Pt + 30% Rh)Сплав платинородий ПР-6 (94% Pt + 4% Rh)300…1800300…1600

Многие клиенты заблуждаются в том, что если типу термопары соответствует рабочий диапазон, например, 1200оС, то все модели термопары с этим типом будут работать в данном диапазоне. Незащищенный спай термопары быстро выгорит, и термопара выйдет из строя. Именно поэтому, сообразно задачам в измерении и рабочим диапазонам, есть разные по конструктиву и степени защиты модели термопар. Самой распространенной защитой для спая/термопары является металлический чехол или гильза из сплава Инконель 600 (2.4816, жаропрочный сплав на никелевой основе). Изоляцией для спая служит окись магния (MgO), сжатая под давлением. Такая защита делает термопару устойчивой к самым экстремальным условиям эксплуатации (повышенное давление, вибрация, сотрясения), позволяет выдерживать высокие механические нагрузки и обеспечивает долгий срок службы термопары, а также в зависимости от диаметра позволяет термопаре быть гибкой.

Ярким примером такой термопары, которая достаточно универсальна в своем прикладном характере, является термопара в жаропрочной оболочке MKG/E:

Поскольку сферы применения термопар очень многогранны, то и модификации термопар имеют достаточное многообразие.

Например, для измерения температуры вязких веществ в экструдерах или измерении температуры подшипников, часто используются байонетные термопары. Такие, как BF1/T или BF2/T.

В пищевой промышленности часто используются прокалывающие термопары, для измерения температуры продукта. Это может быть просто необходимым условием, чтобы соблюдать технологический процесс.

Обращаем ваше внимание на то, что очень часто для сохранения точности в измерении температуры посредством термопар, требуются особые компоненты для их подключения, это коннекторы и компенсационный кабель.



Коннектор для термопар Тип K, J

Модель: ST/E

  • TE-разъем папа/мама
  • размер Мини/Стандарт

Предназначены для быстрого и надежного подсоединения термопар к измерительным приборам большинства производителей измерительной техники. Подсоединение имеет полярность.читать подробнее…



Компенсационный кабель для термопар

Модель: ALK/E

  • для термопар Тип К, J, L
  • силиконовая изоляция (-50. ..+200°C)
  • стекловолоконная изоляция (-50…+400°C)
  • ПВХ изоляция (-30…+105°C)

Подключение термопар (термоэлектрических преобразователей) к функциональным и вторичным приборам происходит посредством компенсационных проводов.читать подробнее…

Термопары самых различных модификаций Вы сможете найти в нашем каталоге, это позволит решить вам задачи по измерению температуры с уверенностью в надежности и качестве.

Важно отметить, что немецкая компания FuehlerSysteme может изготовить для вас термопары по вашим чертежам и с учетом ваших пожеланий, в том числе в минимальных количествах, небольшими партиями, ведь ни для кого не секрет, что термопары очень часто требуется подобрать под индивидуальные нужды клиента.

Нам по силам: изменить диаметр и длину измерительной части, увеличить до необходимого длину кабеля и подобрать его изоляцию. Возможно изготовление индивидуальных модификаций по вашим чертежам.

Область применения термопар очень широка, и, как правило, заменить их нельзя никаким другим прибором. Вот лишь некоторые из способов использования термопар:

  • промышленность и наука: с помощью термопар измеряется температура печи, выхлопных газов, дизельных двигателей, газотурбинных и паротурбинных установках и прочих промышленных процессов, в том числе автоматизированных; многие термопары подходят даже для работы в агрессивных средах, а также для использования при очень высоких температурах, например, с их помощью можно измерить температуру расплавленного металла;
  • быт: температура газовых котлов, водонагревателей, других отопительных приборов, паяльников, электроутюгов, электрокаминов;
  • наука и медицина: измерение температуры органов и тканей человека или животного.

Почти каждый и нас в той или иной степени сталкивается с применением термопар, поэтому полезно иметь о них хотя бы общее представление. Надеемся , что данная статья была полезна для вас, но если у вас остались вопросы, то мы с радостью ответим на них по телефонам по телефонам 8 (800) 500-09-67 и 8 (812) 340-00-57.

особенности, описание, виды и принцип работы термоэлектрических датчиков

Термопара — это термоэлектрический преобразователь. Иными словами – это прибор, используемый для измерения температур в разных областях: в медицине, в промышленности, науке, в системах автоматики, а также в быту. В настоящее время термопары широко распространены и применяются практически повсюду. На практике чаще всего ис­пользуются термопары K типа, а также J и Т. С их помощью измеряют температуры воды, воздуха, газов, смазочных материалов и так далее.

Классификация по типам

При желании возможно создать такой прибор даже самостоятельно. Однако следует все же знать некоторые особенности таких преобразователей, их различие по типу применяемых материалов. А классифицируются виды термопар так:

  1. Тип E. Используется сплав хромель – константан. Эти датчики обладают высокой чувствительностью – до 68 мкВ/°C. Подходят для криогенного использования. Температуры, при которых возможно применение, колеблются от -50 °C до +740 °C.
  2. Тип J. Здесь применяют состав железо – константан. Используются для условий в температурных диапазонах от -40 °C до +750 °C. Имеет повышенную производительность –50 мкВ / °С.
  3. Термопары типа K выполняются на основе сплава хромеля и алюминия. Это, несомненно, самые популярные датчики широкого назначения. Обладают производительностью до 41 мкВ/°C. Применяются в температурных диапазонах от -200 °С до +1350 °C. В неокисляющих и инертных условиях датчики типа K используются до 1260 °C.
  4. Тип M. Эти термопары применяются в основном в вакуумных печах. Используются при температурах до +1400 °C.
  5. Регуляторы типа N — никросил-нисиловые. Они стабильны и стойки к окислению, имеют производительность 39 мкВ/ °C. Поэтому их используют при температурах от -270 °C до +1300 °C.
  6. Устройства типов B, R и S выпускаются из сплава родия и платины. Класс B, R и S — датчики довольно дорогие и имеют низкую производительность: всего 10 мкВ/° C. Используются благодаря высокой надежности исключительно для измерения высоких температур.
  7. Датчики на основе сплавов рения и вольфрама. В основном они работают в автоматике промышленных процессов, в производстве водорода и так далее. Не рекомендуется применять в кислотных средах.

Технические характеристики прибора

Примечательно, что термопарам не нужны никакие дополнительные источники питания. Они применяются для измерения температур достаточно большого диапазона: от -200 °C до +2000 °C. При этом они обладают меняющимися параметрами. Проблематично еще и то, что надо учитывать влияние температуры свободных концов на заключительные результаты измерений. Помимо этого, низкое выходное напряжение требует достаточно точных усилителей.

Ярким примером использования приборов, созданных по принципу термопар, служат компактные цифровые термометры. В настоящее время — это основной и, пожалуй, самый массовый прибор для осуществления статических и динамических измерений.

Выходным сигналом термопары является постоянное напряжение. Он достаточно просто преобразуется в цифровой код. А затем его можно измерить с помощью простейших приборов. Для этих целей можно взять, к примеру, малогабаритный цифровой мультиметр.

Измерительные приборы на основе термопар отличает высокая точность и чувствительность, а также правильность характеристик преобразования. Обычно напряжение на выходе колеблется от 0 до 50 мВ, а типичная производительность — от 10 до 50 мкВ/°C. Все зависит от используемых в датчике материалов.

Основной принцип работы

В основу принципа работы термопары положен термоэлектрический эффект, называемый иначе эффект Зеебека. Он гласит, что когда проводник подвергается воздействию, соответственно изменяется его сопротивление и напряжение.

Принцип действия термопары состоит в том, что если соединить последовательно два разнородных металлических проводника, то при этом образуется замкнутая электрическая цепь. Если затем нагреть это соединение, то в цепи возникнет электродвижущая сила (термо-ЭДС). Под ее воздействием в замкнутой цепи и возникает электрический ток.

Место нагрева, как правило, называют горячим спаем, соответственно холодный спай не нагревается. Значение термо-ЭДС измеряется путем подключения в разрыв электрической цепи гальванометра или микровольтметра. То есть она напрямую зависит от разности температур между холодным и горячим спаем.

Вследствие нагревания места соединения проводников термопары между свободными концами образуется разность потенциалов. Она легко преобразовывается в цифровой код. Возникает возможность определения температуры нагрева на месте соединения проводников.

Для точности проведения измерений холодный спай должен всегда иметь неизменную температуру. Поскольку этого довольно сложно добиться, применяются компенсационные схемы.

Достоинства и недостатки

Термопары обладают многими достоинствами в сравнении с аналогичными термоэлектрическими датчиками температуры. К плюсам, например, относят:

  • простая конструкция;
  • прочность;
  • надёжность;
  • универсальность;
  • низкая стоимость;
  • можно пользоваться в самых разных условиях;
  • можно измерять самые разные температуры;
  • точность произведенных измерений.

Однако, как и любой другой прибор, эти датчики имеют свои недостатки:

  • довольно низкое напряжение на выходе;
  • нелинейность.

Измерение температур с использованием термопар, изобретенное еще в XIX веке, достаточно широко применяется в современном производстве. Кроме того, существуют такие сферы деятельности, где применение этих датчиков становится порой единственным возможным способом получения необходимых измерений.

Термопара типа К — Электронагрев

Термопара тип К изготовлена из материалов хромели и алюмели, их можно отнести к датчикам измерения общего назначения. Используют термопары К по типу щупов. Тип К термопар популярен за счет обширного диапазона замера температуры и больших технических потенциалов. Специалисты не советуют применять термопару типа К в помещениях с большим содержанием серы в воздухе, потому как она негативно влияет на работу обоих электродов датчика.

Термопара (ТХА) используется в нейтральной атмосферной среде, или в атмосфере с излишком кислорода. При замере температуры термопарой К возможны термо-ЭДС изменения при эксплуатировании в разряженной атмосферной среде. Это обусловлено возможностью выделения из вывода датчика NiCr – хрома (так называемая миграция металла). Такие изменения приведут к занижению показаний датчика.

Купить термопара тип К в Электронагреве возможно с доставкой в любой город Беларуси.

Технические характеристики

ТипК
МатериалNiCr-Ni
ОбозначениеТХА
Диапазон температур-200… +1000 оС;
Диаметр резьбыпод заказ
Внутренняя изоляциястеклоткань
Внешнее экранированиеметаллический экран
Общая длина рабочей частипод заказ

Фото

Применение

Используют в качестве универсального датчика для замера температуры.

Заказать термопара К в Москве и других регионах можно в Электронагрев, где большой ассортимент промышленных нагревателей.

Электронагрев предлагает Термопары других типов под заказ. При заказе термопары Вам необходимо указать диапазон измерения температур, оборудование и отрасль использования.

Доставка

Мы предлагаем несколько возможностей доставки продукции Электронагрев:

Самовывоз
Забрать груз самостоятельно со склада

Курьерская доставка
по Вашему адресу

Доставка транспортными компаниями

Термопара (ТХА) используется в нейтральной атмосферной среде, или в атмосфере с излишком кислорода. При замере температуры термопарой К возможны термо-ЭДС изменения при эксплуатировании в разряженной атмосферной среде. Это обусловлено возможностью выделения из вывода датчика NiCr – хрома (так называемая миграция металла). Такие изменения приведут к занижению показаний датчика.

Купить термопара тип К в Электронагреве возможно с доставкой в любой город Беларуси.

Применение

Используют в качестве универсального датчика для замера температуры.

Заказать термопара К в Москве и других регионах можно в Электронагрев, где большой ассортимент промышленных нагревателей.

Электронагрев предлагает Термопары других типов под заказ. При заказе термопары Вам необходимо указать диапазон измерения температур, оборудование и отрасль использования.

Доставка

Мы предлагаем несколько возможностей доставки продукции Электронагрев:

Самовывоз
Забрать груз самостоятельно со склада

Курьерская доставка
по Вашему адресу

Доставка транспортными компаниями

термопара k, термопара l,термопара тхк,термопара тха,термопара цена,термопара тип к,типы датчиков температуры

Типы термопар

Технические требования к термопарам определяются ГОСТ 6616-94 (гост термопары).Стандартные таблицы для термоэлектрических термометров (НСХ), классы допуска и диапазоны измерений приведены в стандарте МЭК 60584-1,2 и в ГОСТ Р 8.585-2001.

  • платинородий-платиновые — ТПП13 — Тип R
  • платинородий-платиновые — ТПП10 — Тип S
  • платинородий-платинородиевые — ТПР — Тип B
  • железо-константановые (железо-медьникелевые) ТЖК — Тип J
  • медь-константановые (медь-медьникелевые) ТМКн — Тип Т
  • нихросил-нисиловые (никельхромникель-никелькремниевые) ТНН — Тип N.
  • хромель-алюмелевые — ТХА (термопара тха) —термопара Тип K (термопара k)
  • хромель-константановые ТХКн — Тип E
  • хромель-копелевые — ТХК — Тип L (термопара l)
  • медь-копелевые — ТМК — Тип М
  • сильх-силиновые — ТСС — Тип I
  • вольфрам и рений — вольфрамрениевые — ТВР — Тип А-1, А-2, А-3


Точный состав сплава термоэлектродов для термопар из неблагородных металлов в МЭК 60584-1 не приводится. НСХ для хромель-копелевых термопар ТХК и вольфрам-рениевых термопар определены только в ГОСТ Р 8.585-2001. В стандарте МЭК данные термопары отсутствуют. По этой причине характеристики импортных датчиков из этих металлов могут существенно отличаться от отечественных, например импортный Тип L и отечественный ТХК (термопара ТХК) не взаимозаменяемы. При этом, как правило, импортное оборудование не рассчитано на отечественный стандарт.

В настоящее время стандарт МЭК 60584 пересматривается. Планируется введение в стандарт вольфрам-рениевых термопар типа А-1, НСХ для которых будет соответствовать российскому стандарту, и типа С по стандарту АСТМ.

В 2008 г. МЭК ввел два новых типа термопар: золото-платиновые и платино-палладиевые. Новый стандарт МЭК 62460 устанавливает стандартные таблицы для этих термопар из чистых металлов. Аналогичный Российский стандарт пока отсутствует.

У нас в разделе найдется любая термопара цена которой будет существеннониже чем у наших конкурентов. Такая ценовая политика достигается путем собственного производства и отсутствие посредников между товаром и клиентом.

Термопара. Виды, устройство, монтаж термопар.

1. Термопары

Термопара (ТП) — это термоэлектрическое устройство замкнутой цепи, чувствительное к температуре, которое состоит из двух проводников, выполненных из разнородных металлов, которые соединены на обоих концах. Электрический ток создается, когда температура на одном конце или спае, отличается от температуры на другом конце. Это явление носит название эффекта Зеебека, который является основой измерения температуры с помощью термопар.

Один конец называется горячим спаем, а другой конец называется холодным спаем. Измерительный элемент с горячим спаем помещается внутрь оболочки первичного преобразователя, и на него воздействует температура технологического процесса. Холодный спай или опорный спай — это точка подключения вне технологического процесса, где температура известна и где измеряется напряжение. (например, в измерительном преобразователе, на входной плате системы управления или в устройстве формирования сигналов.)

В соответствии с эффектом Зеебека, напряжение, измеряемое на холодном спае, пропорционально разнице температур горячего и холодного спаев. Это напряжение может называться напряжением Зеебека, термоэлектрическим напряжением или термоэлектрической э.д.с. По мере роста температуры горячего спая напряжение, наблюдаемое на холодном спае, также возрастает нелинейно в зависимости от роста температуры. Линейность кривой «температура-напряжение» зависит от сочетания металлов, образующих термопару.

2. Компенсация температуры холодного спая (КХС)

Напряжение, измеряемое на холодном спае, зависит от разницы температур горячего и холодного спаев; поэтому, необходимо знать температуру холодного спая, чтобы рассчитать температуру горячего спая. Этот процесс называется «компенсацией холодного спая» (КХС). КХС выполняется управления, устройством аварийных отключений или другим устройством формирования сигнала. В идеале измерение КХС выполняется как можно ближе к точке измерения, потому что длинные провода термопары очень чувствительны к электрическим помехам, и сигнал в них ухудшается.

Рисунок 2a — Компенсация холодного спая

Точное проведение КХС имеет решающее значение для точности измерения температуры. Точность КХС зависит от двух факторов: точности измерения эталонной температуры и близости точки эталонного измерения к холодному спаю. Во многих измерительных преобразователях используется изотермическая клеммная колодка (часто выполненная из меди) со встроенным прецизионным термистором, ТС или транзистором для измерения температуры колодки.

СОВЕТ: Следует использовать полевые измерительные преобразователи, а не преобразователи с подключением проводами напрямую к диспетчерской.

3. Изготовление термопар

Процесс начинается с выбора высококачественной проволоки из материала, который требуется для термопары изготавливаемого типа. Проволоки соединяются различными способами, включая скручивание, сжатие, пайку, в т.ч. и высокотемпературную, а также различные виды сварки (например, сварка узким швом и сварка встык). Чтобы получить наилучшие рабочие характеристики горячий спай должен быть механически прочным, электрически непрерывным, не загрязнен никакими химическими примесями материалов, использующихся при сварке или пайке. При изготовлении высококачественных термопар большое внимание уделяется выбору марки проволоки и контролю процесса изготовления.

См. рисунок 3a.

Совет: Спай, полученный путем скручивания проволок, очень быстро теряет свои свойства, и использовать такой способ получения спая не рекомендуется.

Рисунок 3a — Способы изготовления горячего спая

3.1 Типы спаев

Спаи термопар изготавливаются в различных конфигурациях, каждая из которых имеет свои преимущества для применения в определенных системах. Спаи могут быть заземленными или незаземленными, а двухэлементные термопары могут быть изолированными или неизолированными. См. рисунок 3.1a.

Рисунок 3.1a — Конфигурации горячих спаев

Заземленные спаи термопар образуются, если спай термопары соединяется с оболочкой первичного преобразователя. Заземленные спаи обладают лучшей теплопроводностью, что, в свою очередь, повышает быстродействие. Однако заземление также делает цепи термопар более подверженными влиянию электрических шумов, которые могут искажать сигнал напряжения термопары, если контрольно-измерительный прибор не обеспечивает развязку. (Все высококачественные измерительные преобразователи и платы ввода/ вывода предусматривают электрическую развязку в стандартной комплектации). Заземленный спай также в большей степени подвержен загрязнению химическими примесями со временем.

Незаземленные спаи получаются тогда, когда элементы термопары не соединяются с оболочкой первичного преобразователя, а окружены изолирующим порошком. Незаземленные спаи имеют несколько меньшее быстродействие, чем заземленные спаи, но менее чувствительны к электрическим шумам.

Термопары с открытым спаем имеют горячий спай, выступающий из загерметизированного конца оболочки, обеспечивая высокое быстродействие. Герметизация препятствует попаданию влаги или других загрязнений внутрь оболочки. Обычно такие термопары применяются только в некоррозионных газах, например, в воздуховодах.

3.2 Термопары с двумя чувствительными элементами

Термопары с двумя чувствительными элементами бывают трех разных видов. См. рисунок 3.1a.

Изолированные конструкции имеют место в тех случаях, когда два независимых спая термопары размещаются в одной оболочке. Изолированные спаи могут давать неодинаковые показания температуры, но могут выявлять дрейф показаний вследствие загрязнения одного из элементов химическими примесями. Если один из спаев выходит из строя, это не обязательно влияет на второй спай.

Неизолированные конструкции имеют место, когда два спая термопары помещаются в одну оболочку и все четыре проволоки термопары физически соединяются. Неизолированные спаи дают одинаковые показания температуры для повышения достоверности измерения в данной точке. Однако если один из спаев выходит из строя, это вероятнее всего означает, оба спая отказали одновременно.

4. Типы термопар

Существует много типов термопар, в которых используются различные сочетания металлов. Эти сочетания имеют разные выходные характеристики, которые определяют диапазон температур, в котором можно применять ту или иную термопару, и соответствующий выходной сигнал напряжения. См. рисунок 4a и таблицу 4b. Чем больше амплитуда напряжения на выходе, тем выше разрешение измерения, что повышает повторяемость и точность результатов. Существуют соотношения между разрешением измерения и диапазоном температур, которые делают отдельные типы термопар подходящими для определенных диапазонов и применений.

Рисунок 4a — Зависимости э.д.с. термопары от температуры для широко используемых типов термопар

Таблица 4b — Подробная таблица термопар

нсх

Термоэлектрод

Сочетание металлов

Максимальная температура применения

Возможный диапазон температур

°C

°F

B

р

N

платинородий

платинородий

1825

3320

от 0 до 1820°С от 32 до 3308°F

Е

Р

N

хромель

константан

1220

2230

от-270 до 1 000°С от-454 до 1832Т

J

Р

N

Железо

Константан

1220

2230

от-200 до 1200°С от -328 до 2192Т

К

Р

N

Хромель

алюмель

1400

2550

от-270 до 1372°С от-454 ДО2501Т

N

Р

N

Нихросил

нисил

1340

2440

от -270 до 1300°С от-454 до 2372Т

R

Р

N

платинородий

платина

1770

3215

от-50 до 1768°С от -58 до 3214°F

S

Р

N

платинородий

платина

1770

3215

от-50 до 1768°С от -58 до 3214°F

Т

Р

N

медь

константан

1080

1980

от-270 до 400°С от-454 до 752°F

КАКОВЫ ДИАПАЗОНЫ ИЗМЕРЯЕМЫХ ТЕМПЕРАТУР ДЛЯ ТЕРМОПАР?

Существует много типов термопар, в которых используются различные сочетания металлов. Эти сочетания имеют разные выходные характеристики, которые определяют диапазон температур, в котором можно применять ту или иную термопару, и соответствующий выходной сигнал напряжения. Чем больше амплитуда напряжения на выходе, тем выше разрешающая способность измерения, что повышает повторяемость и точность результатов. Существуют соотношения между разрешением измерения и диапазоном температур, которые делают отдельные типы термопар подходящими для определенных диапазонов и применений.

Есть типы термопар, которые способны измерять очень низкие температуры, до — 270°C (-464°F), и другие типы, способные измерять температуры до 1768°C (3214°F).

4.1 Термопары типа K, хромель — алюмель

• Хромель (Chromel®) — это сплав, состоящий на 90% из никеля и на 10% из хрома, а Алюмель (Alumel®) — это сплав, содержащий 95% никеля, 2% марганца, 2% алюминия и 1% кремния.

• Термопары типа K — одни из самых распространенных термопар общего назначения, имеющие чувствительность приблизительно 41 мВ/ °C.

• Термоэлектрод из сплава Chromel® имеет положительный потенциал относительно термоэлектрода из сплава Alumel®.

• Это недорогие термопары, их диапазон измеряемых температур составляет от -270°C до +1372°C (от -454°F до +2501°F) и характеристика относительно линейна.

• Содержание никеля делает сплав магнитным и, как и в случае других магнитных металлов, выходной сигнал термопары отклоняется, когда материал достигает своей температуры Кюри, которая составляет примерно 350°C (662°F) для термопар типа K. Температура Кюри — это температура, при которой магнитный материал претерпевает серьезное изменение своих магнитных свойств, что вызывает существенное смещение выходного сигнала.

• Такие термопары можно использовать в постоянно окислительных или нейтральных средах.

• В основном они используются при температурах выше 538°C (1000°F)

• Воздействие серы приводит к преждевременному отказу термопар.

• Эксплуатация при определенных низких концентрациях кислорода вызывает отклонение

в работе, которое называется преимущественным окислением хрома в положительном термоэлектроде, что приводит к состоянию, которое принято называть “зеленой гнилью” и которое вызывает большой отрицательный уход калибровки, наиболее серьезно проявляющийся в диапазоне 816 — 1038 °C (1500 — 1900°F). Это состояние можно предотвратить / уменьшить с помощью вентиляции или инертного уплотнения защитной трубки.

• Не рекомендуется подвергать термопару воздействию температур, циклически меняющихся так, что они становятся выше и ниже 1000 °C (1800 °F), потому что в этом случае выходной сигнал меняется из-за эффектов гистерезиса.

СОВЕТ: Исторически сложилось так, что термопары типа K предлагается использовать всегда, если только нет причин для применения других типов термопар.

4.2 Термопара типа J, железо — константан

• Диапазон измеряемых температур термопар типа J уже, чем у термопар типа К, от -200 до +1200 °C (от 346 до 2193 °F), но у них выше чувствительность, которая составляет порядка 50 мкВ/ °C.

• Они имеют очень близкую к линейной характеристику в диапазоне от 149 до 427 °C (от 300 до 800 °F), а при температуре ниже 0 °C (32 °F) становятся хрупкими

• При температуре Кюри железа, которая составляет 770 °C (1418 °F), происходит резкое и имеющее постоянный характер измерение выходной характеристики, которое определяет практически достижимый верхний предел температуры.

• Железо подвержено окислению при температурах выше 538 °C (1000 °F), что отрицательно влияет

на точность термопар. В таких условиях следует использовать только проволоку крупного диаметра.

• Термопары типа J подходят для применения в вакууме, в восстановительной или инертной среде.

• При использовании в окислительной среде срок службы термопар сокращается.

• Оголенные элементы не должны подвергаться воздействию сред, в которых присутствует сера, при температурах выше 538°C (1000°F)

4.3 Термопары типа E, хромель — константан)

• Хромель — это сплав, состоящий из 90% никеля и 10% хрома, и из него изготавливается положительный термоэлектрод

• Константан — это сплав, обычно состоящий из 55% меди и 45% никеля

• Термопары типа E имеют диапазон измеряемых температур от -270 до 1000°C (от -454°F до 1832°F)

• Это немагнитные термопары, и они имеют наибольшее изменение выходного напряжения в зависимости от температуры среди всех стандартных типов термопар (68 мкВ/ °C)

• Они также имеют большую тенденцию к дрейфу показаний по сравнению с другими типами.

• Такие термопары рекомендуется использовать в постоянно окислительных или инертных средах.

• Пределы их погрешностей при использовании при температурах ниже нуля не установлены.

4.4 Термопары типа T, медь — константан

• Термопары типа T имеют чувствительность 38 мкВ/

°C и диапазон измеряемых температур от -270°C до 400°C (от -454°F до 752°F)

• Их можно использовать в окислительных, восстановительных или инертных средах, а также в вакууме

• Они имеют высокую стойкость к коррозии во влажной среде.

• Такие термопары демонстрируют хорошую линейность характеристики и обычно используются при температурах от очень низких (криогенных) до средних.

4.5 Термопары типа N, нихросил — нисил

• Нихросил — это никелевый сплав, содержащий 14,4% хрома, 1,4% кремния и 0,1% магния, и являющийся положительным плечом в термопаре

• Нисил — это сплав никеля и 4,4% кремния

• Термопара типа N — это самая новая конструкция, одобренная международными стандартами, и ее применение во всем мире растет.

• Эти сплавы позволяют термопарам типа N достигать значительно более высокой термоэлектрической стабильности, чем у термопар из основных металлов типа E, J, K и T.

• Термопары типа N имеют чувствительность 39 мкВ/

°C и возможный диапазон температур от -270°C до 1300Т(от -454 °F до 2372 °F)

• Термопары типа N надежно эксплуатировались в течение продолжительного времени при температурах по крайней мере до 1200 °C (2192 °F)

• Некоторые исследования показали, что в окислительных средах термоэлектрическая стабильность термопар типа N примерно такая же, как у термопар из благородных металлов типа R и S при температурах примерно до 1200 °С (2192 °F)

• Термопары типа N не следует использовать в вакууме или восстановительных средах, или в средах которые меняются с восстановительных на окислительные.

4.6 Термопары типов R и S, платинородий-платина

• Термопары типа R (платина-13% родия / платина) и типа S (платина-10% родия / платина) имеют возможный температурный диапазон от -50 до 1768°C (от 58°F до 3214°F)

• Оба эти типа имеют чувствительность порядка 10 мкВ/ °C и таким образом не подходят для применения при низких температурах, где лучше использовать другие типы.

• Поскольку они изготавливаются из платинового сплава, они достаточно дорогие и обычно используются при очень высоких температурах, где другие термопары работают плохо.

• Благодаря высокой стабильности, термопары типа S используются для определения Международной температурной шкалы между точкой замерзания сурьмы (630,5°C / 1166,9°F) и точкой плавления золота (1064,43°C (1945,4°F))

• Для правильной установки требуется, чтобы термопара была защищена неметаллической защитной трубкой и керамическими изоляторами.

• Длительное воздействие высоких температур вызывает рост зерен металла и может привести

к механическому отказу и отрицательному уходу показаний из-за диффузии родия в термоэлектрод из чистой платины, а также из-за улетучивания родия.

• Вообще термопары типа R используются в промышленности, а термопары типа S в основном используются в лабораториях.

4.7 Термопары типа B, платинородий — платинородий

• Термопары типа B (платина-30% родия / платина-6% родия) имеют возможный диапазон температур примерно от 0 °C до 1820 °C (от 32 °F до 3308 °F).

• Термопары типа B обычно размещаются в чистом воздухе / окислительных средах, но не должны подвергаться воздействию восстановительных сред.

• Повышенное содержание родия в термопарах типа B помогает уменьшить рост зерна, позволяя несколько увеличить температурный диапазон по сравнению с термопарами типа R и S..

5. Стандарты на цвета проводников термопар

Проводники термопар состоят из двух отдельных термоэлектродов (положительного и отрицательного), имеющих цветную изоляцию. Ввиду эффекта Зеебека провода термопар имеют определенную полярность, поэтому положительные и отрицательные провода необходимо подключать к правильным клеммам. Имеются разнообразные стандарты на цвета изоляции проводников для идентификации каждого типа

термопар. См. таблицу 5a В разных стандартах используются уникальные цвета проводов, чтобы отличать положительные и отрицательные выводы. В Северной Америке обычно отрицательный вывод имеет красную изоляцию в соответствии со стандартом ASTM E230. Но самым широко используемым в мире стандартом на провода термопар является IEC 60584, согласно которому отрицательный провод обычно белый. Ясно, что стандарты, согласно которым термопара изготовлена, должны быть известны, чтобы правильно подключать провода по их цветам. Существуют другие стандарты, используемые в различных странах, включая BS1843 (Великобритания и Чешская республика), DIN43710 (Германия), JIS-C1610 (Япония) и NFC 42-324 (Франция). См. таблицу 5a.

СОВЕТ: Пользователь должен проверить, какой стандарт используется на его предприятии, и убедиться в том, что цветовая кодировка доведена до сведения персонала, занимающегося установкой, пусконаладкой и техническим обслуживанием.

6. Удлинительные провода

Удлинительные провода используются либо для связи термопар с системой управления / контроля, либо для соединения их с удаленным измерительным преобразователем. Удлинительные провода термопар, за очень редким исключением, выполняются из того же металла, что и провода термопар. Если металлы не соответствуют друг другу, на каждом конце удлинительного провода создаются дополнительные холодные спаи, которые существенно влияют на измерение температуры. На рисунке 6a видно, что если медные провода используются для подключения термопары, создается «предварительный холодный спай», который может вызывать значительную погрешность, существенно варьирующуюся с изменением температуры окружающей среды вокруг спая 1. Измеряемое напряжение термопары с медными удлинительными проводами не равно измеряемому напряжению термопары с правильными удлинительными проводами. Фактически, если используются медные удлинительные провода, почти невозможно получить какую-либо температуру технологического процесса с приемлемой точностью по измеряемому напряжению.

Рисунок 6a — Несколько спаев, появляющихся при использовании разнородных удлинительных проводов

Таблица 5a — Международная кодировка цветов изоляции термопар

Тип термопары

Североамериканский стандарт ASTM Е230

Международный стандарт IEC 60584

Стандарт Великобритании BS 1843

Немецкий стандарт DIN 43710

Японский стандарт JIS С1610

Французский стандарт NFC 42-324

Цвет проводов термопары

Цвет удлинительных проводов

В

не применяется

не применяется

не применяется

— Проводник: Красный

+ Проводник: Серый

Оболочка: Серый

— Проводник: Белый

+ Проводник: Серый

Оболочка: Серый

не применяется

не применяется

не применяется

— Проводник: Серый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Серый

— Проводник: Серый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Серый

не применяется

не применяется

не применяется

Е

— Проводник:Красный

+ Проводник: Пурпурный

Оболочка: Коричневый

— Проводник: Красный

+ Проводник: Пурпурный

Оболочка: Пурпурный

— Проводник: Белый

+ Проводник: Пурпурный

Оболочка: Пурпурный

— Проводник: Синий

+ Проводник: Коричневый

Оболочка: Коричневый

— Проводник: Чёрный

+ Проводник: Красный

Оболочка: Чёрный

— Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Пурпурный

— Проводник: Пурпурный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Пурпурный

J

— Проводник:Красный

+ Проводник: Белый

Оболочка: Коричневый

— Проводник: Красный

+ Проводник: Белый

Оболочка: Чёрный

— Проводник: Белый

+ Проводник: Чёрный

Оболочка: Чёрный

— Проводник: Синий

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Чёрный

— Проводник: Синий

+ Проводник: Красный

Оболочка: Синий

— Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Желтый

— Проводник: Чёрный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Чёрный

К

— Проводник:Красный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Коричневый

— Проводник: Красный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Желтый

— Проводник: Белый

+ Проводник: Зеленый

Оболочка: Зеленый

— Проводник: Синий

+ Проводник: Коричневый

Оболочка: Красный

— Проводник: Зелёный

+ Проводник: Красный

Оболочка: Зелёный

— Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Синий

— Проводник: Пурпурный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Желтый

N

— Проводник:Красный

+ Проводник: Оранжевый

Оболочка: Коричневый

— Проводник: Красный

+ Проводник: Оранжевый

Оболочка: Оранжевый

— Проводник: Белый

+ Проводник: Розовый

Оболочка: Розовый

— Проводник: Синий

+ Проводник: Оранжевый

Оболочка: Оранжевый

не применяется

не применяется

не применяется

не применяется

не применяется

не применяется

не применяется

не применяется

не применяется

R

не применяется

не применяется

не применяется

— Проводник: Красный

+ Проводник: Чёрный

Оболочка: Зелёный

— Проводник: Белый

+ Проводник: Оранжевый

Оболочка: Оранжевый

— Проводник: Синий

+ Проводник: Белый

Оболочка: Зелёный

— Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Белый

— Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Чёрный

— Проводник:Зелёный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Зелёный

S

не применяется

не применяется

не применяется

— Проводник: Красный

+ Проводник: Чёрный

Оболочка: Зелёный

— Проводник: Белый

+ Проводник: Оранжевый

Оболочка: Оранжевый

— Проводник: Синий

+ Проводник: Белый

Оболочка: Зелёный

— Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Белый

— Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Чёрный

— Проводник:Зелёный

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Зелёный

Т

— Проводник:Красный

+ Проводник:Синий

Оболочка: Коричневый

— Проводник: Красный

+ Проводник: Синий

Оболочка: Синий

— Проводник: Белый

+ Проводник: Коричневый

Оболочка: Коричневый

— Проводник: Синий

+ Проводник: Белый

Оболочка: Синий

— Проводник: Коричневый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Коричневый

— Проводник: Белый

+ Проводник: Красный

Оболочка: Коричневый

— Проводник: Синий

+ Проводник: Желтый

Оболочка: Синий

В некоторых случаях, когда экономические соображения могут не позволять использовать дорогостоящие удлинительные провода из редких металлов, таких как платиновые сплавы, используемые в термопарах типа R, S и B, можно использовать в узком диапазоне менее дорогие медные сплавы, которые имеют э. д.с., похожую на э.д.с. самой термопары. Такие выводы называются «компенсационными проводами» и они несколько снижают вышеуказанную погрешность.

Совет: Имеется множество факторов, отрицательно влияющих на измерения с помощью дистанционно смонтированных термопар, включая

— возможные погрешности, которые могут вноситься в измерение с помощью термопар из-за ЭМП и РЧП при применении удлинительных проводов или компенсационных проводов,

— стоимость специальных проводов,

— стоимость замены удлинительных проводов термопар на регулярной основе

— возможность ошибок при подключении проводов из-за несоблюдения цветовой кодировки.

Учитывая все это, настоятельно рекомендуется применять измерительные преобразователи, монтируемые непосредственно на первичный преобразователь, везде, где это возможно.

7. Способы монтажа

Так как термопары изготавливаются с использованием таких же размеров , что и ТС, описанные выше способы монтажа применимы и к термопарам. См. п. 3.2.3.3 выше в разделе, посвященном ТС.

8. Точность термопар

На точность термопар влияют несколько факторов, включая тип термопары, ее диапазон измеряемых температур, чистоту

материала, электрические шумы (ЭМП и РЧП), коррозию, ухудшение свойств спая и процесс изготовления. Термопары выпускаются со стандартным классом допуска или специальным классом допуска, которые называются классом 2 и классом 1, соответственно. Наиболее часто применяемым международным стандартом является IEC-60584-2. В США чаще всего применяется стандарт ASTM E230. Каждый стандарт устанавливает пределы допусков, которым должны соответствовать изделия. См. таблицу 8a и таблицу 8b.

Таблица 8a — Требования к допускам термопар для обеспечения соответствия стандарту IEC 60584-2

Типы

Класс точности 1

Класс точности 2

Класс точи ости 3 1)

Тип Т

Температурный диапазон

-40 °С до +125 °С

-40 °С до+133 °С

-67 °С до +40 °С

Точность

±0. 5° С

±1 °С

±1 °С

Температурный диапазон

125 °С до 350 °С

133 °С до 350 °С

-200 °С до -67 °С

Точность

±0.004 • | t |

±0.0075 • | t |

±0.015- | t |

Тип Е

Температурный диапазон

-40 °С до +375 °С

-40 °С до +333 °С

-167 °С до +40 °С

Точность

±1.5 °С

±2.5 °С

±2.5 °С

Температурный диапазон

375 °С до 800 °С

333 °С до 900 °С

-200 °С до-167 °С

Точность

±0.004 • | t |

±0.0075 • | t |

±0.015- | t |

Тип J

Температурный диапазон

-40 °С до +375 °С

-40 °С до +333 °С

Значение допуска

±1. 5 °С

±2.5 °С

Температурный диапазон

375 °С до 750 °С

333 °С до 750 °С

Значение допуска

±0.004 • | t |

±0.0075 • | t |

Тип К,

Тип N

Температурный диапазон

0°С до 1100 °С

-40 °С до +333 °С

-167 °С до +40 °С

Точность

±1 °С

±2.5 °С

±2.5 °С

Температурный диапазон

1100°С до 1600°С

333 °С до 1200 °С

-200 °С до-167 °С

Точность

±[1 +0,003 (t-1100)] °с

±0.0075 • | t |

±0.015- | t |

Тип R,

тип S

Температурный диапазон

0°С ДО 1100 °С

0 °С до +600 °С

Точность

±1 °с

±1. 5 °С

Температурный диапазон

1100°С до 1600°С

600 °С до 1600 °С

Точность

±[1 +0,003 (t-1100)] °с

±0.0025 • | t |

Тип В

Температурный диапазон

600 °С до 800 °С

Точность

+4 °С

Температурный диапазон

600 °С до 1700 °С

800 °С до 1700 °С

Точность

±0.0025 • | t |

±0.005- | t |

1) Материалы термопар обычно поставляются таким образом, чтобы они отвечали производственным допускам, указанным в таблице для температур выше -40 °C. Однако эти материалы могут не укладываться в производственные допуски при низких температурах, указанных в колонке класса 3 для термопар типа T, E, K и N . Если требуется, чтобы термопары соответствовали предельным значениям класса 3, а также класса 1 или 2, заказчик должен указать это, поскольку в этом случае обычно требуется выбирать материалы

Допуски на значения э.д.с. в зависимости от температуры для термопар

ПРИМЕЧАНИЕ 1 — Допуски в этой таблице применяются к новым, практически однородным проводам термопар, обычно имеющим диаметр в диапазоне 0,25 — 3 мм и используемым при температуре, не превышающей рекомендуемые предельные значения таблицы 6 . Если изделия используются при более высоких температурах, эти допуски могут оказаться неприменимы.

ПРИМЕЧАНИЕ 2 — При данной температуре, указанной в градусах °C, точность, указанная в °F, в 1,8 раза больше, чем точность, указанная в °C. В тех случаях, когда точность указывается в процентах, значение в процентах применяется к измеряемой температуре, выражаемой в градусах Цельсия. Чтобы определить точность в градусах Фаренгейта, умножьте точность в градусах Цельсия на 9/5.

ПРИМЕЧАНИЕ 3 — Внимание: Пользователи должны иметь информацию об определенных характеристиках материалов термопар, включая то, что зависимость э.д.с. от температуры может меняться со временем; следовательно, результаты испытаний и эксплуатационные характеристики, полученные на момент изготовления, не обязательно могут оставаться постоянными в течение всего продолжительного периода эксплуатации. Точности, указанные в этой таблице, применимы только к новым проводам, поставленным пользователю, и не учитывают изменений характеристик в ходе эксплуатации. Величина такого изменения будет зависеть от таких факторов, как размер термоэлектрода, температура, время воздействия и окружающая среда. Кроме того, следует заметить, что ввиду возможных изменений однородности, попытка повторной калибровки бывших в эксплуатации термопар вероятнее всего даст неправильные результаты, и проводить ее не рекомендуется. Но может оказаться целесообразным сравнение бывшей в употреблении термопары на месте с новыми или гарантированно обладающими хорошими точностными характеристиками термопарами, чтобы убедиться в ее пригодности для дальнейшей эксплуатации в условиях, в которых проводилось сравнение.

Таблица 8a — Требования к допускам термопар для обеспечения соответствия стандарту ASTM E230-11

Температурный диапазон

Точность- эталонный спай при 0 °С [ 32 °F ]

Тип термопары

°С

°F

Допустимое отклонение

Специальные допуски

°С (в зависимости от того, что больше)

°F

°С (в зависимости от того, что больше)

°F

T

J

К или N

R или S

В

от 0 до 370

от 32 до 700

±1,0 или ±0,75%

Примечание 2

±0,5 или ±0,4%

Примечание 2

от 0 до 760

от 32 до 1400

±2,2 или ±0,75%

±1,1 или ±0,4%

от 0 до 870

от 32 до 1600

±1,7 или ±0,5%

±0,01 °С или ±0. ,4%

От 0 до 1260

от 32 до 2300

±2,2 °С или ±0,75%

±1,1 Тили ±0,4%

от 0 до 1480

от 32 до 2700

±1,5 °С или ±0,25%

±0,6 °С или ±0,1%

от 870 до 1700

от 1600 до 3100

±0,5%

±0,25%

С

От 0 до 2315

от 32 до 4200

±4,4 или 1%

Примечание 2

Применимо примечание

ТA

*EA

КA

от -200 до 0

от -328 до 32

±1,0 или ±1.5%

В

от -200 до 0

от -328 до 32

±1,7 или ±1%

В

от -200 до 0

от -328 до 32

±2,2 или ±2%

В

* Указанные стандартные допуски не применимы к термопарам типа E с минеральной изоляцией, с металлической оболочкой (MIMS). Стандартные допуски для термопар MIMS типа E соответствуют большему из значений ±2,2 °C или ±0,75% в диапазоне от 0 до 870 °C и большему из значений ±2,2 °C или ±2% в диапазоне от -200 до 0 °C.

A Термопары и материалы термопар обычно поставляются таким образом, чтобы они соответствовали допустимым отклонениям, указанным в таблице для температур выше 0 °C. Однако эти же материалы могут не укладываться в допуски при температурах ниже 0 °C во второй части таблицы. Если требуется, чтобы материалы соответствовали допускам, указанным для температур ниже 0° C, покупатель должен указать это при оформлении заказа. Обычно в этом случае требуется подбор материалов.

B Специальные допуски для температур ниже 0 °C трудно подтвердить ввиду ограниченного объема имеющейся информации.

Тем не менее, при обсуждении поставки между покупателем и поставщиком рекомендуется руководствоваться следующими значениями для термопар типа E и T :

Тип E, от -200 до 0 °C, ±1,0 °C или ±0,5% (в зависимости от того, что больше)

Тип Т, от -200 до 0 °C, ±0,5 °C или ±0,8% (в зависимости от того, что больше)

Начальные значения допуска для термопар типа J при температурах ниже 0 °C и специальных допусков для термопар типа K при температурах ниже 0 °C не указаны из-за характеристик материалов. Данных по термопарам типа N при температурах ниже 0 °C в настоящее время нет.

Быстродействие измерения

Динамическое быстродействие первичного преобразователя может быть важно, если температура технологического процесса меняется быстро и в систему управления необходимо подавать быстро меняющиеся входные сигналы. Первичный преобразователь, установленный непосредственно в технологическую линию, будет иметь большее быстродействие, чем первичный преобразователь с защитной гильзой.

Важно отметить, что если никакой защитной гильзы не применяется, чувствительный элемент подвергается воздействию среды технологического процесса и его невозможно заменить, не прерывая потока, для чего часто требуется останавливать технологический процесс и опорожнять технологическую систему. Указания по проектированию на большинстве производств не позволяют использовать первичные преобразователи без защитных гильз. Такие установки гораздо менее безопасны с точки зрения возможной разгерметизации технологических установок, в них возможны более частые выходы из строя первичных преобразователей из-за воздействия неблагоприятных условий технологического процесса, и они часто требуют дорогостоящих остановок технологического процесса для замены отказавшего первичного преобразователя. Применение защитных гильз решает эту проблему.

Но если используется защитная гильза, очевидно, что время реакции увеличивается (быстродействие уменьшается) из-за возрастания тепловой массы узла. Ключом к оптимизации быстродействия является уменьшение массы при сохранении достаточной физической прочности, чтобы узел выдерживал давление технологического процесса и силы, создаваемые потоком среды. Защитные гильзы меньшего диаметра обеспечивают более высокое быстродействие, так как требуется нагревать и охлаждать меньшее количество материала. Также важно правильно установить первичный преобразователь, чтобы добиться высокого быстродействия. Первичный преобразователь должен быть достаточно длинным, чтобы его конец касался дна защитной гильзы для обеспечения хорошей теплопроводности. Диаметр первичного преобразователя также должен быть таким, чтобы он плотно входил в защитную гильзу и воздушный зазор между первичным преобразователем и защитной гильзой был минимален. Кроме того, быстродействие улучшается путем использования подпружиненного первичного преобразователя и заполнения пустот в гильзе теплопроводящим наполнителем. Характеристики измеряемой среды также влияют на быстродействие, особенно ее скорость потока и плотность. Быстро движущаяся среда передает тепло и меняющуюся температуру лучше, чем медленно движущаяся, а более плотные среды (жидкости) являются лучшими проводниками тепла, чем среды с малой плотностью (газы).

Сравнение быстродействия систем измерения температуры, использующих термопару без защитной гильзы или ТС без защитной гильзы в системе с текущей водой показало, что заземленный конец термопары имеет быстродействие примерно в 2 раза выше, чем подпружиненный датчик ТС. При измерениях в потоке воздуха ТС работает несколько быстрее, чем термопара.

Однако эти преимущества существенно нивелируются, если не исчезают полностью, когда первичный преобразователь устанавливается в защитную гильзу. Масса защитной гильзы настолько велика по сравнению с массой первичного преобразователя, что она очевидно оказывает доминирующее влияние на быстродействие системы.

При использовании первичного преобразователя диаметром 6 мм (1/4 дюйма) в системе измерения температуры воды, быстродействие термопары и ТС примерно одинаковое, а при использовании первичного преобразователя диаметром 3 мм, термопара несколько быстрее, чем ТС. При измерении температуры воздуха быстродействие термопар и ТС примерно одинаковое при использовании как 3-миллиметровых (1/8 дюйма), так и 6-миллиметровых первичных преобразователей.

Поскольку в очень малом количестве технологических процессов используются для измерения первичные преобразователи без защитных гильз, изначально присущее термопарам преимущество в быстродействии значительно нивелируется. Вдумчивый разработчик выбирает наилучший первичный преобразователь для данной системы, основываясь на множестве других факторов, и не руководствуется вводящими в заблуждение утверждениями, которые можно слышать так часто: «термопары всегда быстрее, чем ТС».

Многоточечные первичные преобразователи и первичные преобразователи для измерения температурного профиля

Многоточечные первичные преобразователи температуры для измерения температурного профиля измеряют температуры в различных точках вдоль линии. Они нашли широкое применение в химической и нефтехимической отраслях для снятия распределения температур в баках, реакторах, установках каталитического крекинга и дистилляционных установках или колоннах фракционирования. Многоточечные первичные преобразователи температуры для снятия распределения температуры обеспечивают экономичное, легко устанавливаемое и обслуживаемое решение сбора данных.

Эти первичные преобразователи для снятия распределения температуры способны обеспечивать измерение в нескольких точках, от 2 до 60, в одной защитной трубке с одной точкой ввода в установку. Первичными преобразователями могут быть либо датчики ТС, либо термопары, в зависимости от требований конкретной системы. Полные данные см. в листах технических данных поставщиков, а также см. главу 9, где приведены некоторые примеры применения таких первичных преобразователей.

Заключение

В этой главе мы подробно рассмотрели теорию, расчет, конструкцию, установку и эксплуатацию двух первичных преобразователей температуры, наиболее широко применяемых в промышленных технологических процессах — термопреобразователей сопротивления и термопар. Из сказанного выше о точности и эксплуатационных характеристиках каждого из типов первичных преобразователей можно сделать вывод, что существует множество факторов, влияющих на принятие решения, которые необходимо учитывать при выборе правильного первичного преобразователя для конкретной системы.

В некоторых системах с высокими температурами термопары являются единственным возможным решением, а в других системах могут работать любые первичные преобразователи. При принятии решения следует руководствоваться и другими соображениями, включая требуемую точность системы измерения, эксплуатационные характеристики при длительной эксплуатации и стоимость эксплуатации.

Принцип работы термопары, определение, типы и виды термопар, схемы работы термопары, способы подключения

Термопара — термоэлектрический преобразователь — это два разных сплава металла (проводники) которые образуют замкнутую цепь (термоэлемент). Термопара — один из наиболее распространенных в промышленности температурный датчик. Применяется в любых сферах промышленности, автоматики, научных исследованиях, медицине — везде, где нужно измерять температуру. Так же применяется в термоэлектрических генераторах для преобразования тепловой энергии в электрическую.

Действие термопары основано на эффекте, который впервые был открыт и описан Томасам Зеебеком в 1822 г. — термоэлектрический эффект или эффект Зеебека. В замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает термоэлектрический эффект (термо-ЭДС), если места контактов поддерживают при разных температурах. Цепь, которая состоит только из двух различных проводников, называется термоэлементом или термопарой. В сочетании с электроизмерительным прибором (милливольтметром, потенциометром и т. п.), термопара образует термоэлектрический термометр.

Измерительный прибор подключают либо к концам термоэлектродов, либо в разрыв одного из них. В среду, которую контролируют, помещают рабочий спай, а свободные концы подсоединяются к измерительному прибору. Чем больше различие между свойствами проводников и тепловой перепад на концах, тем выше термо-ЭДС.

По-простому — термопара это две проволоки из разнородных металлов (например, Хромель и Копель), сваренных или скрученных между собой. Место сварки (скрутки) называется рабочий спай Т1, а места соединения с измерительным прибором Т2 называют холодными спаями. То есть рабочий спай помещают в среду, температуру которой необходимо измерить, а холодные спаи подключают к приборам (милливольтметр). Но надо знать прибор — например, ИРТ 7710 не меряет температуру рабочего спая, он меряет разницу температур холодного и рабочего спаев. Это значит простым милливольтметром (тестером) мы можем узнать, поступает ли сигнал с рабочего спая (есть обрыв или нет), узнать где у термопары плюс (+) а где (-), примерно узнать какой тип термопары (но для этого нужен точный милливольтметр).

Типы, виды термопар

Типы российских термопар приведены в ГОСТ 6616-94.

Почему российские термопары? Термопара ТХК, то есть Хромель-Копель была придумана в СССР и сейчас выпускается только у нас и в странах СНГ. Не известно почему, но везде пишут ХК (L) — в скобках подразумевается международный тип, но это не так — на западе тип L это (Fe-CuNi). Может быть, они чем то и похожи по названию металлов входящих в сплав, но самое главное — у них разные таблицы НСХ. Мы с этим столкнулись, заказывая термопару из Италии. Наш совет — когда закупаете термопарный провод или кабель, сравнивайте таблицы НСХ, т.е. номинальные статические характеристики преобразователя ГОСТ Р 8.585-2001.

Таблица соответствия типов отечественных и импортных термопар













Тип температурного датчика

Сплав элемента

Российская маркировка температурных датчиков

Температурный диапазон

Термопара типа ТХК — хромель, копель (производства СССР или РФ)

хромель, копель

-200 … 800 °C

Термопара типа U

медь-медьникелевые

-200 … 500 °C

Термопара типа L

хромель, копель

ТХК

-200 … 850 °C

Термопара типа B

платинородий — платинородиевые

ТПР

100 … 1800 °C

Термопара типа S

платинородий — платиновые

ТПП

0 … 1700 °C

Термопара типа R

платинородий — платиновые

ТПП

0 … 1700 °C

Термопара типа N

нихросил нисил

ТНН

-200 … 1300 °C

Термопара типа E

хромель-константановые

ТХКн

0 … 600 °C

Термопара типа T

медь — константановые

ТМК

-200 … 400 °C

Термопара типа J

железо — константановые

ТЖК

-100 … 1200 °C

Термопара типа K

хромель, алюмель

ТХА

-200 … 1300 °C

Таблица ANSI Code (Американский национальный институт стандартов) и IEC Code (Международная электротехническая комиссия — МЭК)

В настоящее время в её состав входят более 76 стран (наша в том числе).

Что такое термопара типа K? Введение и определение

Термопара типа K относится к любому датчику температуры, содержащему хромелевые и алюмелевые проводники, который отвечает требованиям к выходным данным, указанным в ANSI / ASTM E230 или IEC 60584 для термопар типа K. Это может быть датчик погружения, датчик поверхности, провод или датчик или кабель другого типа.

Каковы типичные цветовые коды термопар типа K?

Провода типа K в основном доступны с двумя цветовыми кодами: желтые разъемы и / или желтые и красные проводники согласно ANSI / ASTM E230, или зеленые разъемы и / или зеленые и белые проводники согласно IEC 60584.

Температурные диапазоны для термопар типа K

Термопары типа K имеют общий температурный диапазон от -200 до 1260 ° C (от -326 до 2300 ° F), однако здесь есть некоторые предостережения:

  1. При использовании при температурах ниже 0 ° C необходим специальный материал для обеспечения указанной точности. Кроме того, специальные пределы погрешности не указаны для температур ниже 0 ° C.
  2. Максимальные рекомендуемые верхние пределы температуры для типа K основаны на размере используемого проводника:
Калибр проводов Диаметр Максимальная рекомендуемая температура
# 8 AWG 0,128 дюйма 1280 ° C / 2300 ° F
# 14 AWG 0.064 ” 1090 ° C / 2000 ° F
# 20 AWG 0,032 дюйма 980 ° C / 1800 ° F
# 24 AWG 0,020 дюйма 870 ° C / 1600 ° F
# 28 AWG 0. 013 ” 870 ° C / 1600 ° F
# 30 AWG 0,010 ” 760 ° C / 1400 ° F

Какое напряжение у термопар типа K?

Ниже приведены выходные значения для термопар типа K при выбранных температурах.Примечание: следующий выходной сигнал основан на эталонном спайе при 0 ° C / 32 ° F:

Температура Выход
0 ° С 0,000 мВ
100 ° С 4,096 мВ
200 ° С 8. 138 мВ
300 ° С 12,209 мВ
400 ° С 16,397 мВ
500 ° С 20,644 мВ
600 ° С 24.905 мВ
700 ° С 29,129 мВ
800 ° С 33,275 мВ
900 ° С 37,326 мВ
1000 ° С 41. 276 мВ
1100 ° С 45,119 мВ
1200 ° С 48,838 мВ

Таблица сопротивлений

для термопар типа K

Термопары не производятся с определенным сопротивлением, они измеряют температуру на основе выходного напряжения, которое они обеспечивают.Сопротивление будет варьироваться в зависимости от размера проводника и, в некоторой степени, от партии используемого проводника.

Сколько стоят термопары типа K?

Стоимость термопары типа K будет зависеть от типа датчика, который вы выберете. Как только вы определите, какой тип датчика вам нужен, вы сможете узнать цены на нашем веб-сайте omega.com. Если вам нужна помощь в выборе необходимой термопары, пожалуйста, свяжитесь с нашими специалистами по разработке приложений, которые помогут вам в выборе.

Термопара типа K | Термопара типа K

Хромель {90% никеля и 10% хрома} Алюмель {95% никеля, 2% марганца, 2% алюминия и 1% кремния}

Твитнуть

Термопара типа K

Это наиболее распространенный тип термопар, обеспечивающий самый широкий диапазон рабочих температур. Термопары типа K обычно работают в большинстве случаев, поскольку они сделаны на основе никеля и обладают хорошей коррозионной стойкостью.

• 1. Положительная нога немагнитная (желтый), отрицательная — магнитная (красный).

• 2. Традиционный выбор из недрагоценных металлов для работы при высоких температурах.

• 3. Подходит для использования в окислительной или инертной атмосфере при температурах до 1260 ° C (2300 ° F).

• 4. Уязвим к воздействию серы (воздерживаться от воздействия серосодержащей атмосферы).

• 5. Лучше всего работать в чистой окислительной атмосфере.

• 6. Не рекомендуется для использования в условиях частичного окисления в вакууме или при чередовании циклов окисления и восстановления.

Состоит из положительной ветви, состоящей примерно из 90% никеля, 10% хрома и отрицательной ветви, состоящей примерно из 95% никеля, 2% алюминия, 2% марганца и 1% кремния. Термопары типа K являются наиболее распространенными термопарами общего назначения. термопара с чувствительностью примерно 41 мкВ / ° C, хромель положительный по отношению к алюмелю. Это недорогое решение, и предлагается широкий выбор датчиков в диапазоне от -200 ° C до + 1260 ° C / от -328 ° F до + 2300 ° F. Тип K был определен в то время, когда металлургия была менее развита, чем сегодня, и, следовательно, характеристики значительно различаются между образцами.Один из составляющих металлов, никель, является магнитным; Характерной чертой термопар, изготовленных из магнитного материала, является то, что они претерпевают ступенчатое изменение выходной мощности, когда магнитный материал достигает точки отверждения (около 354 ° C для термопар типа K).

Термопары типа K (хромель / алюминий)

Термопары типа K обычно работают в большинстве случаев, поскольку они сделаны на основе никеля и обладают хорошей коррозионной стойкостью. Это наиболее распространенный тип калибровки датчиков, обеспечивающий самый широкий диапазон рабочих температур.Благодаря своей надежности и точности термопара типа K широко используется при температурах до 2300 ° F (1260 ° C). Этот тип термопары должен быть защищен подходящей металлической или керамической защитной трубкой, особенно в восстановительной атмосфере. В окислительной атмосфере, такой как электрические печи, защита труб не всегда необходима, когда подходят другие условия; тем не менее, он рекомендуется для обеспечения чистоты и общей механической защиты. Тип K обычно дольше, чем тип J, потому что проволока JP быстро окисляется, особенно при более высоких температурах.

Температурный диапазон:
• Проволока для термопар, от −454 ° до 2300 ° F (от −270 до 1260 ° C)

• Провода класса удлинения, от −32 ° до 392 ° F (от 0 до 200 ° C)

• Плавление Точка, 2550 ° F (1400 ° C)

Точность (в зависимости от того, что больше):
• Стандарт: ± 2,2 ° C% или ± 0,75%

• Специальные пределы погрешности: ± 1,1 ° C или 0,4%

Отклонения в сплавах могут повлиять на точность термопар. Для термопар типа K первый класс точности составляет ± 1,5 K в диапазоне от -40 до 375 ° C. Однако отклонения между термопарами одного производства очень малы, и гораздо более высокая точность может быть достигнута путем индивидуальной калибровки.

Металлургические изменения могут вызвать отклонение калибровки от 1 до 2 ° C за несколько часов, со временем увеличивающееся до 5 ° C. Доступен специальный сплав типа K, который может поддерживать особую предельную точность до десяти раз дольше, чем обычный сплав.

Термопары

типа K используются для измерений в различных средах, таких как вода, мягкие химические растворы, газы и сухие зоны. Двигатели, масляные обогреватели и котлы — примеры мест, где их можно найти. Они используются в качестве термометров в больницах и пищевой промышленности.

Плюсы
• Хорошая линейность ЭДС в зависимости от температуры измерения.

• Хорошая стойкость к окислению при температуре ниже 1000 ° C (1600 ° F).

• Самая стабильная среди термопар из недорогого материала.

Минусы
• Не подходит для восстановительной атмосферы, но выдерживает пары металлов.

• Старение характеристики ЭДС по сравнению с термопарами из благородных материалов (B, R и S).

Муфта из хромелевой и алюмелевой проволоки, имеет диапазон от -270 ° C до 1260 ° C и выходную мощность от -6,4 до 54,9 мВ в максимальном диапазоне температур. Это одно из основных преимуществ термопары типа k по сравнению с другими термопарами в целом или другими датчиками температуры, такими как термистор или резистивный датчик температуры (RTD).

Его способность работать в суровых условиях окружающей среды и в различных атмосферах делает его предпочтительным по сравнению с другими устройствами для измерения температуры.

В устройствах с термопарами

должен использоваться соответствующий провод, поскольку разные провода измеряют различные диапазоны температур. Тип К популярен благодаря широкому диапазону температур. Из четырех основных типов термопар тип K охватывает самый широкий диапазон от –200 ° C до 1260 ° C (примерно от минус 328 ° F до 2300 ° F).

При защите или изоляции керамическими шариками или изоляционным материалом.

Благодаря своей надежности и точности, тип K широко используется при температурах до 1260 ° C (2300 ° F). Рекомендуется защищать этот тип термопары подходящей металлической или керамической защитной трубкой, особенно в восстановительной атмосфере. В окислительной атмосфере, такой как электрические печи, защита труб не всегда необходима, когда подходят другие условия; тем не менее, он рекомендуется для обеспечения чистоты и общей механической защиты. Тип K обычно дольше, чем тип J, потому что проволока JP (железная) быстро окисляется, особенно при более высоких температурах.

При защите уплотненной минеральной изоляцией и внешней металлической оболочкой (MGO).

Тип K можно использовать при температуре от -35 до 1260 ° C (от -32 до 2300 ° F). Если температура применения составляет от 600 до 1100 ° F, мы рекомендуем тип J или N из-за короткого диапазона заказа, который может вызвать дрейф от + 2 ° до + 4 ° F за несколько часов. Тип К относительно устойчив к передаче излучения в ядерной среде. Для применений при температуре ниже 0 ° C (32 ° F) обычно требуется выбор специального сплава.

При выборе типа необходимо учитывать чувствительность провода термопары и пределы погрешности.Тип K имеет более высокий предел погрешности, чем другие типы проводов для термопар; производители, выбирающие этот тип, обычно готовы пожертвовать точностью ради широкого диапазона чувствительности. Тип K имеет погрешность в процентах от измеренной температуры. Это примерно 0,75 ‰ или 2,2 ° C, в зависимости от того, что больше.

Тип K имеет экспоненциально увеличивающееся напряжение, разность напряжений становится легче измерить и точнее при более высоких температурах.При очень низких температурах от минус 260 ° C до минус 250 ° C напряжения термопар типа K различаются всего на одну или две тысячных милливольта на каждый градус Цельсия. При очень высоких температурах около 1350 ° C напряжение различается примерно на 3,3 сотых милливольта на градус Цельсия.

Пробники с проволокой без покрытия быстрее реагируют на температуру. Провода с покрытием показывают разное время отклика в разных средах. Некоторые химические вещества испытуемого могут повредить открытые зонды и провода.Термопара типа K в оболочке без заземления шириной 1/4 дюйма реагирует на изменения температуры воды примерно за 2,25 секунды. Оголенный провод термопары срабатывает чуть более 0,6 секунды.

Термопара с заземлением

Это наиболее распространенный тип спая. Термопара заземляется, когда оба провода термопары и оболочка свариваются вместе, образуя одно соединение на конце зонда. Заземленные термопары имеют очень хорошее время отклика, потому что термопара находится в прямом контакте с оболочкой, что позволяет легко передавать тепло.Недостатком заземленной термопары является то, что термопара более восприимчива к электрическим помехам. Это связано с тем, что оболочка часто контактирует с окружающей областью, создавая путь для помех.

Незаземленная термопара

Термопара не заземлена, когда провода термопары свариваются вместе, но они изолированы от оболочки. Провода часто разделены минеральной изоляцией.

Открытые термопары (или «термопары с неизолированной проволокой»)

Термопара становится оголенной, когда провода термопары свариваются вместе и непосредственно вставляются в технологический процесс.Время отклика очень быстрое, но оголенные провода термопары более подвержены коррозии и разрушению. Если ваше приложение не требует открытых соединений, этот стиль не рекомендуется.

Измеритель проводов для термопар типа K

Проводники для термопар бывают разных размеров. В зависимости от вашего применения, выбранный манометр будет влиять на
представление. Чем больше размер датчика, тем большую тепловую массу будет иметь термопара с соответствующим уменьшением отклика. Чем больше размер манометра, тем выше стабильность и срок службы. И наоборот, датчик меньшего размера будет иметь более быструю реакцию, но может не обеспечить требуемой стабильности или срока службы.

Нержавеющая сталь 316

Максимальная температура: 1650. Лучшая коррозионная стойкость среди аустенитных марок нержавеющей стали.Широко применяется в пищевой и химической промышленности. Возможны опасные выделения карбида при температуре от 482 ° C до 870 ° C (от 900 ° F до 1600 ° F).

Нержавеющая сталь 316L

Максимальная температура: 1650 ° F (900 ° C). То же, что и нержавеющая сталь 316 (04), за исключением того, что низкоуглеродистая версия обеспечивает лучшую сварку и изготовление.

Нержавеющая сталь 304

Максимальная температура: 1650 ° F (900 ° C).Чаще всего используется низкотемпературный материал оболочки. Широко используется в пищевой, химической, химической и других отраслях промышленности, где требуется устойчивость к коррозии.

Промышленность: Возможны опасные осадки карбида в диапазоне от 900 до 1600 ° F (от 480 до 870 ° C). Самый дешевый доступный коррозионно-стойкий материал оболочки.

Нержавеющая сталь 304L

Максимальная температура: 1650 ° F (900 ° C).Низкоуглеродистая версия из 304 SST (02). Низкое содержание углерода позволяет сваривать и нагревать этот материал в диапазоне от 900 до 1600 ° F (от 480 до 870 ° C) без ущерба для коррозионной стойкости.

310 нержавеющая сталь

Максимальная температура: 2100 ° F (1150 ° C). Механическая и коррозионная стойкость аналогична нержавеющей стали 304, но лучше. Очень хорошая термостойкость.

Этот сплав содержит 25% хрома, 20% никеля.Не такой пластичный, как нержавеющая сталь 304.

321 Нержавеющая сталь

Максимальная температура: 1600 ° F (870 ° C). Аналогичен 304 SS, за исключением титана, стабилизированного для межкристаллитной коррозии.

Этот сплав разработан для преодоления предрасположенности к осаждению углерода в диапазоне от 900 до 1600 ° F (от 480 до 870 ° C). Используется в аэрокосмической и химической промышленности.

446 Нержавеющая сталь

Максимальная температура: 2100 ° F (1150 ° C).Ферритная нержавеющая сталь, обладающая хорошей стойкостью к сернистой атмосфере при высоких температурах.

Хорошая коррозионная стойкость к азотной кислоте, серной кислоте и большинству щелочей. Благодаря содержанию хрома 27% этот сплав имеет наивысшую термостойкость среди всех ферритных нержавеющих сталей.

Инконель 600

Максимальная температура: 2150 ° F (1175 ° C). Наиболее широко используемый материал оболочки термопары.Хорошая термостойкость, коррозионная стойкость, стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением хлоридных ионов и стойкость к окислению при высоких температурах.

Не использовать в серосодержащих средах. Хорошо подходит для азотирования.

Инконель 601

Максимальная температура: 2150 ° F (1175 ° C) непрерывно, 2300 ° F (1260 ° C) периодически. Аналогичен сплаву 600 с добавлением алюминия для обеспечения исключительной стойкости к окислению.Разработан для устойчивости к высокотемпературной коррозии.

Этот материал хорошо подходит для науглероживания и обладает хорошей прочностью на разрыв при ползучести. Не использовать в вакуумных печах! Восприимчивы к межкристаллитной атаке при длительном нагревании в диапазоне температур от 1000 до 1400 ° F (от 540 до 760 ° C).

Инконель 800

Максимальная температура: 2000 ° F (1095 ° C).Широко используется в качестве материала оболочки нагревателя. Минимальное использование в термопарах. Превосходит сплав 600 по сере, цианидным солям и плавленым нейтральным солям.

Восприимчив к межкристаллитной атаке в некоторых случаях при воздействии температурного диапазона от 1000 до 1400 ° F (от 540 до 7607 ° C).

Как измерить температуру с помощью термопары типа K

Цепь термопары содержит два соединения из сплава, соединители с проволочным песком и устройство для измерения напряжения.Когда два перехода испытывают разные температуры, через цепь протекает измеримый ток. Сила тока связана с перепадом температур. Поскольку измерение является относительным, для вычисления абсолютной температуры должна быть известна одна из температур. В ранних термопарах температура одного спая поддерживалась при 0 ° C, погружаясь в баню с ледяной водой. Сегодня один из спаев, «холодный спай», электрически компенсирован для поддержания стандарта. Другой спай, «горячий спай», подвергается измерению в окружающей среде.

Сбор данных с термопары типа K

Термопару типа K можно подключить к вольтметру для простого сбора данных. В этом случае выходом является напряжение, и считыватель должен преобразовать уровень напряжения в температуру, используя формулу преобразования. Для записи данных термопару можно подключить к регистратору данных или системе сбора данных для хранения собранных данных. В этих случаях можно использовать схему преобразования или программную операцию для расчета температуры с использованием выходного напряжения.

Как и все термопары, они недороги, имеют быстрое время реакции, малы по размеру и надежны.

Они могут точно измерять экстремальные температуры. В зависимости от того, где они производятся, они варьируются от -270 ° до 1370 ° C или Цельсия с погрешностью от 0,5 до 2 градусов C. Чувствительность этих устройств составляет примерно 41 микровольт на градус C.

Типы

K обычно используются при температурах выше 540 ° C. Чтобы ограничить чрезмерную погрешность, рекомендуется использовать в окислительной или полностью инертной атмосфере в диапазоне от -200 ° до 1260 ° C.

Все термопары имеют недостатки. Перед использованием их необходимо очень тщательно откалибровать. Их выходные сигналы очень малы, поэтому у них могут быть проблемы с шумом. Они подвержены нагрузкам, деформациям и коррозии, особенно с возрастом. Однако у K-типов есть особые проблемы.

Термопары

типа K стабильны только в течение коротких периодов времени при определенных температурах, после чего они имеют тенденцию дрейфовать в положительном направлении. Размер дрейфа зависит от температуры.Например, при 1093 ° C их показания могут отличаться на целых пять градусов. Попеременное или циклическое воздействие ниже 371 ° C и выше 760 ° C дает нестабильные измерения. Длительное воздействие от 427 ° до 649 ° C ускоряет их старение.

Хромель подвержен так называемой «зеленой гнили». Когда это происходит, хром окисляется, становится зеленым и корродирует. Это происходит в среде с пониженным содержанием кислорода от 815 ° до 1040 ° C. Такая среда с обедненным кислородом называется восстановительной, и термопары К-типа никогда не должны использоваться ни в восстанавливающей, ни в циклически окисляющей и восстанавливающей атмосферах.Кроме того, их не следует использовать в сернистой среде, потому что они станут хрупкими и быстро сломаются. Присутствие хрома делает их непригодными для использования в вакууме, за исключением непродолжительных периодов времени. Это потому, что может произойти испарение.

Проблемы можно свести к минимуму, если использовать их при рекомендуемых температурах и средах. Тщательная калибровка, установка их с соответствующими разъемами и проводами, а также использование схем компенсации также могут помочь. Типы K, сконструированные для уменьшения ошибок, включают те, которые хорошо изолированы, предварительно состарены или отожжены выше их рабочих температур.Некоторые пользователи также стараются часто их заменять. Другие переходят на тип N, который был специально сконструирован как улучшение по сравнению с K.

[email protected]

Справочные таблицы термопар (диаграммы термопар) и способы их чтения

Если вы нашли эту статью, велика вероятность, что вы пытаетесь узнать, как читать справочную таблицу термопар (также называемую диаграммой термопар).Хорошие новости: вы попали в нужное место. Если вам интересно, что такое термопара и как она работает, ознакомьтесь с этой статьей.

В справочных таблицах для термопар

указаны свойства материала при определенном давлении или температуре. Схема термопары работает точно так же. И не волнуйся. Таблицы термопар намного легче читать, чем многие другие термодинамические таблицы!

В этой статье мы покажем вам, как читать таблицу термопар для измерения температуры с помощью мультиметра. Для этого мы воспользуемся двумя примерами: один с таблицей термопар типа K, а другой — с таблицей термопар типа T.

Магнитный датчик термопары типа К

Датчик термопары для измерения высоких температур на ферромагнитных или металлических поверхностях

Из
€ 116,76

Купить онлайн сейчас

Термопары и компенсация

У вас есть несколько концепций, которые вы должны знать, прежде чем снимать напряжение термопары с помощью мультиметра и проверять таблицу преобразования напряжения в температуру.Когда вы масштабируете термопару, вы всегда будете видеть спай как ноль градусов Цельсия (0 ° C). Так что это значит? Это означает, что у вас нет дополнительного напряжения, потому что 0 ° C равняется нулю милливольт (0 мВ), верно? Неа.

На самом деле, температура холодного спая обычно выше. Следовательно, если вы не компенсируете это, вы получите неверное значение.

Хорошо, некоторые из вас просто подумали: «У меня нет холодного спая. Я могу просто зайти со своим вольтметром и напрямую проверить напряжение! » Опять нет.При подключении вольтметра создается холодный спай! Вам нужно прочитать закон промежуточных металлов, также известный как закон термопары.

Как читать справочную таблицу термопар

Ладно, вплоть до мельчайших деталей. Если вы пропустили это раньше, вам понадобится вольтметр или мультиметр для проверки напряжения термопары. Далее вам нужно знать, какой у вас тип термопары. И последнее, но не менее важное: вам необходимо проверить таблицу термопар, которая соответствует вашей термопаре.

Хорошо, но как выглядит справочная таблица?

Справочная таблица термопар типа K

Для начала давайте посмотрим на таблицу термопар типа K.

Справочная таблица термопар типа K

Первый столбец слева (красный) показывает температуру с шагом 10. Хорошо, если у вас 14, то где вы найдете 14 в таблице? Легкий. Начните с поиска 10 слева. Затем проведите пальцем вправо, чтобы найти столбец с цифрой 4 над ним (синяя строка). Ага, это дает вам 14.То же самое работает для 105, 66, 92 и так далее.

Цифры в желтом поле — милливольты. Если вы знаете милливольт, найдите его в таблице и проследите за столбцом и строкой, чтобы найти свою температуру.

Позвольте мне привести простой пример, основанный на таблице термопар типа K. Допустим, у вас 3,474 мВ. Теперь просканируйте таблицу, и вы найдете это число в строке 80 и столбце 5. Получается 85 ° C. Тада!

Компенсация холодного спая

Допустим, у вас температура окружающей среды 24 ° C, и вы проверяете термопару типа K с помощью вольтметра.Как вы определяете свою температуру?

Во-первых, вспомним холодный спай. Здесь действует 24 ° C. Если вы посмотрите справочную таблицу термопар, то увидите значение для 24 ° C, 0,960 мВ. Теперь, когда у вас есть эти числа, сделайте простую математику.

Итак, допустим, вольтметр дал вам 4,409 мВ. Просто добавьте это число к значению, которое вы нашли для температуры окружающей среды, и вы получите 5,369 мВ.

Затем посмотрите на таблицу, и вы увидите, что значение равно 131 ° C. Все просто, не так ли? Теперь перейдем к примеру с диаграммой термопары типа T.

Справочная таблица термопар типа T

Никаких секретов. Процедура чтения таблицы термопар типа T в точности такая же, как и процедура чтения таблицы термопар типа K. Однако мы сделаем этот пример немного сложнее.

Предположим, вы измеряете температуру процесса при хорошо контролируемой комнатной температуре 18 ° C. Поскольку вам известна температура окружающей среды, перейдите к диаграмме термопары типа T и найдите преобразование температуры в милливольты.

Любезно предоставлено Omega

В столбцах 8 и 10 вы получите значение 18, 0.709 мВ. Пока все хорошо, правда? Теперь вы получаете напряжение термопары 2,759 мВ от 0 ° C, так же как и компенсацию холодного спая: 2,759 + 0,709 = 3,468 мВ. Основы математики. Затем с этим результатом вам остается сделать еще один шаг. Поэтому посмотрите в таблице значение температуры, которое соответствует 3,468 мВ.

Но потом вы видите, что в таблице нет 3,468! Поскольку наше напряжение находится в диапазоне от 82 до 83 ° C, нам необходимо интерполировать значение из таблицы. Так как же нам это сделать?

Чтобы сэкономить время, вместо того, чтобы объяснять это шаг за шагом, я покажу вам окончательную формулу.

Предоставлено GlobalSpec

  • T м = измеренная температура (° C)
  • В м = измеренное напряжение термопары
  • T l = более низкая температура, указанная в справочной таблице термопары
  • T h = более высокая температура, указанная в справочной таблице термопары
  • В л = напряжение относительно Т л
  • В ч = напряжение относительно T ч

С этой формулой вы просто добавляете свои числа.Здесь у нас Tl на 82 и Th на 83. Затем у нас есть 3,448 и 3,494 как их соответствующие преобразования температуры в напряжение. Vm получается из наших измерений плюс компенсация холодного спая, 3,468.

В моем приложении для расчета температуры Tm = 82,43 ° C. Кто угодно получит другой ответ.

Датчики температуры, которые вы должны знать

Датчики температуры необходимы для различных процессов и сегментов. В большинстве случаев вам необходимо контролировать точную температуру, а в некоторых — точный контроль.Если вы хотите узнать больше, прочтите подробное руководство по типам датчиков температуры и их применениям.

Если вам нужна помощь в выборе подходящего датчика температуры для вашего приложения, обратите внимание на наш новый умный помощник.

Купите термопары в нашем интернет-магазине.

Чтобы узнать больше о чтении таблиц термопар, свяжитесь с нашими инженерами!

ITS-90 Стол для термопары типа К
С 0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10
Термоэлектрическое напряжение в мВ

-270-6.458
-260 -6,441 -6,444 -6,446 -6,448 -6,450 -6,452 -6,453 -6,455 -6,456 -6,457 -6,458
-250 -6,404 -6,408 -6,413 -6,417 -6,421 -6,425 -6,429 -6,432 -6,435 -6,438 -6,441

-240 -6,344 -6,351 -6,358 -6,364 -6,370 -6,377 -6,382 -6,388 -6,393 -6,399 -6,404
-230 -6,262 -6,271 -6,280 -6,289 -6,297 -6,306 -6,314 -6,322 -6,329 -6,337 -6,344
-220 -6,158 -6,170 -6,181 -6,192 -6,202 -6,213 -6,223 -6,233 -6,243 -6,252 -6,262
-210 -6,035 -6,048 -6,061 -6,074 -6,087 -6,099 -6,111 -6.123 -6,135 -6,147 -6,158
-200-5,891 -5,907 -5,922 -5,936 -5,951 -5,965 -5,980 -5,994 -6,007 -6,021 -6,035

-190 -5,730 -5,747 -5,763 -5,780 -5,797 -5,813 -5,829 -5,845 -5,861 -5,876 -5,891
-180 -5,550 -5,569 -5,588 -5,606 -5,624 -5,642 -5,660 -5,678 -5,695 -5,713 -5,730
-170 -5,354 -5,374 -5,395 -5,415 -5,435 -5,454 -5,474 -5,493 -5,512 -5,531 -5,550
-160 -5,141 -5,163 -5,185 -5,207 -5,228 -5,250 -5,271 -5,292 -5,313 -5,333 -5,354
-150 -4,913 -4,936 -4,960 -4,983 -5.006 -5,029 -5,052 -5,074 -5,097 -5,119 -5,141

-140 -4,669 -4,694 -4,719 -4,744 -4,768 -4,793 -4,817 -4,841 -4,865 -4,889 -4,913
-130 -4,411 -4,437 -4,463 -4,490 -4,516 -4,542 -4,567 -4,593 -4,618 -4,644 -4,669
-120 -4,138 -4,166 -4,194 -4,221 -4,249 -4,276 -4,303 -4,330 -4,357 -4,384 -4,411
-110 -3,852 -3,882 -3,911 -3,939 -3,968 -3,997 -4,025 -4,054 -4,082 -4,110 -4,138
-100-3,554 -3,584 -3,614 -3,645 -3,675 -3,705 -3,734 -3,764 -3,794 -3,823 -3,852

-90-3.243 -3,274 -3,306 -3,337 -3,368 -3,400 -3,431 -3,462 -3,492 -3,523 -3,554
-80 -2,920 -2,953 -2,986 -3,018 -3,050 -3,083 -3,115 -3,147 -3,179 -3,211 -3,243
-70 -2,587 -2,620 -2,654 -2,688 -2,721 -2,755 -2,788 -2,821 -2,854 -2,887 -2,920
-60 -2,243 -2,278 -2,312 -2,347 -2,382 -2,416 -2,450 -2,485 -2,519 -2,553 -2,587
-50 -1,889 -1,925 -1,961 -1,996 -2,032 -2,067 -2,103 -2,138 -2,173 -2,208 -2,243

-40 -1,527 -1,564 -1,600 -1,637 -1,673 -1,709 -1,745 -1,782 -1,818 -1.854 -1,889
-30 -1,156 -1,194 -1,231 -1,268 -1,305 -1,343 -1,380 -1,417 -1,453 -1,490 -1,527
-20-0,778 -0,816 -0,854 -0,892 -0,930 -0,968 -1,006 -1,043 -1,081 -1,119 -1,156
-10 -0,392 -0,431 -0,470 -0,508 -0,547 -0,586 -0,624 -0,663 -0,701 -0,739 -0,778
0 0,000 -0,039 -0,079 -0,118 -0,157 -0,197 -0,236 -0,275 -0,314 -0,353 -0,392

С 0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10

ИТС-90 Стол для термопары типа К
В 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Термоэлектрическое напряжение в мВ

0 0.000 0,039 0,079 0,119 0,158 0,198 0,238 0,277 0,317 0,357 0,397
10 0,397 0,437 0,477 0,517 0,557 0,597 0,637 0,677 0,718 0,758 0,798
20 0,798 0,838 0,879 0,919 0,960 1,000 1,041 1,081 1,122 1,163 1,203
30 1,203 1,244 1,285 1,326 1,366 1,407 1,448 1,489 1,530 1,571 1,612
40 1,612 1,653 1,694 1,735 1,776 1,817 1,858 1,899 1,941 1,982 2,023

50 2,023 2,064 2,106 2,147 2,188 2,230 2,271 2,312 2.354 2,395 2,436
60 2,436 2,478 2,519 2,561 2,602 2,644 2,685 2,727 2,768 2,810 2,851
70 2,851 2,893 2,934 2,976 3,017 3,059 3,100 3,142 3,184 3,225 3,267
80 3,267 3,308 3,350 3,391 3,433 3,474 3,516 3,557 3,599 3,640 3,682
90 3,682 3,723 3,765 3,806 3,848 3,889 3,931 3,972 4,013 4,055 4,096

100 4,096 4,138 4,179 4,220 4,262 4,303 4,344 4,385 4,427 4,468 4,509
110 4,509 4,550 4,591 4,633 4.674 4,715 4,756 4,797 4,838 4,879 4,920
120 4,920 4,961 5,002 5,043 5,084 5,124 5,165 5,206 5,247 5,288 5,328
130 5,328 5,369 5,410 5,450 5,491 5,532 5,572 5,613 5,653 5,694 5,735
140 5,735 5,775 5,815 5,856 5,896 5,937 5,977 6,017 6,058 6,098 6,138

150 6,138 6,179 6,219 6,259 6,299 6,339 6,380 6,420 6,460 6,500 6,540
160 6,540 6,580 6,620 6,660 6,701 6,741 6,781 6,821 6,861 6,901 6,941
170 6.941 6,981 7,021 7,060 7,100 7,140 7,180 7,220 7,260 7,300 7,340
180 7,340 7,380 7,420 7,460 7,500 7,540 7,579 7,619 7,659 7,699 7,739
190 7,739 7,779 7,819 7,859 7,899 7,939 7,979 8,019 8,059 8,099 8,138

200 8,138 8,178 8,218 8,258 8,298 8,338 8,378 8,418 8,458 8,499 8,539
210 8,539 8,579 8,619 8,659 8,699 8,739 8,779 8,819 8,860 8,900 8,940
220 8,940 8,980 9,020 9,061 9,101 9,141 9,181 9,222 9.262 9,302 9,343
230 9,343 9,383 9,423 9,464 9,504 9,545 9,585 9,626 9,666 9,707 9,747
240 9,747 9,788 9,828 9,869 9,909 9,950 9,991 10,031 10,072 10,113 10,153

250 10,153 10,194 10,235 10,276 10,316 10,357 10,398 10,439 10,480 10,520 10,561
260 10,561 10,602 10,643 10,684 10,725 10,766 10,807 10,848 10,889 10,930 10,971
270 10,971 11,012 11,053 11,094 11,135 11,176 11,217 11,259 11,300 11,341 11,382
280 11,382 11,423 11,465 11,506 11.547 11,588 11,630 11,671 11,712 11,753 11,795
290 11,795 11,836 11,877 11,919 11,960 12,001 12,043 12,084 12,126 12,167 12,209

300 12,209 12,250 12,291 12,333 12,374 12,416 12,457 12,499 12,540 12,582 12,624
310 12,624 12,665 12,707 12,748 12,790 12,831 12,873 12,915 12,956 12,998 13,040
320 13,040 13,081 13,123 13,165 13,206 13,248 13,290 13,331 13,373 13,415 13,457
330 13,457 13,498 13,540 13,582 13,624 13,665 13,707 13,749 13,791 13,833 13,874
340 13.874 13,916 13,958 14,000 14,042 14,084 14,126 14,167 14,209 14,251 14,293

350 14,293 14,335 14,377 14,419 14,461 14,503 14,545 14,587 14,629 14,671 14,713
360 14,713 14,755 14,797 14,839 14,881 14,923 14,965 15,007 15,049 15,091 15,133
370 15.133 15.175 15.217 15.259 15.301 15.343 15.385 15.427 15.469 15.511 15.554
380 15.554 15.596 15.638 15.680 15.722 15.764 15.806 15.849 15.891 15.933 15.975
390 15,975 16,017 16,059 16,102 16,144 16,186 16,228 16,270 16.313 16,355 16,397

400 16,397 16,439 16,482 16,524 16,566 16,608 16,651 16,693 16,735 16,778 16,820
410 16.820 16.862 16.904 16.947 16.989 17.031 17.074 17.116 17.158 17.201 17.243
420 17,243 17,285 17,328 17,370 17,413 17,455 17,497 17,540 17,582 17,624 17,667
430 17.667 17.709 17.752 17.794 17.837 17.879 17.921 17.964 18.006 18.049 18.091
440 18,091 18,134 18,176 18,218 18,261 18,303 18,346 18,388 18,431 18,473 18,516

450 18,516 18,558 18,601 18.643 18,686 18,728 18,771 18,813 18,856 18,898 18,941
460 18,941 18,983 19,026 19,068 19,111 19,154 19,196 19,239 19,281 19,324 19,366
470 19,366 19,409 19,451 19,494 19,537 19,579 19,622 19,664 19,707 19,750 19,792
480 19,792 19,835 19,877 19,920 19,962 20,005 20,048 20,090 20,133 20,175 20,218
490 20,218 20,261 20,303 20,346 20,389 20,431 20,474 20,516 20,559 20,602 20,644

В 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ИТС-90 Стол для термопары типа К
В 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Термоэлектрическое напряжение в мВ

500 20.644 20,687 20,730 20,772 20,815 20,857 20,900 20,943 20,985 21,028 21,071
510 21,071 21,113 21,156 21,199 21,241 21,284 21,326 21,369 21,412 21,454 21,497
520 21,497 21,540 21,582 21,625 21,668 21,710 21,753 21,796 21,838 21,881 21,924
530 21,924 21,966 22,009 22,052 22,094 22,137 22,179 22,222 22,265 22,307 22,350
540 22,350 22,393 22,435 22,478 22,521 22,563 22,606 22,649 22,691 22,734 22,776

550 22,776 22,819 22,862 22,904 22,947 22,990 23,032 23,075 23.117 23,160 23,203
560 23,203 23,245 23,288 23,331 23,373 23,416 23,458 23,501 23,544 23,586 23,629
570 23,629 23,671 23,714 23,757 23,799 23,842 23,884 23,927 23,970 24,012 24,055
580 24,055 24,097 24,140 24,182 24,225 24,267 24,310 24,353 24,395 24,438 24,480
590 24,480 24,523 24,565 24.608 24,650 24,693 24,735 24,778 24,820 24,863 24,905

600 24,905 24,948 24,990 25,033 25,075 25,118 25,160 25,203 25,245 25,288 25,330
610 25,330 25,373 25,415 25,458 25.500 25,543 25,585 25,627 25,670 25,712 25,755
620 25,755 25,797 25,840 25,882 25,924 25,967 26,009 26,052 26,094 26,136 26,179
630 26,179 26,221 26,263 26,306 26,348 26,390 26,433 26,475 26,517 26,560 26,602
640 26,602 26,644 26,687 26,729 26,771 26,814 26,856 26,898 26,940 26,983 27,025

650 27,025 27,067 27,109 27,152 27,194 27,236 27,278 27,320 27,363 27,405 27,447
660 27,447 27,489 27,531 27,574 27,616 27,658 27,700 27,742 27,784 27,826 27,869
670 27.869 27,911 27,953 27,995 28,037 28,079 28,121 28,163 28,205 28,247 28,289
680 28,289 28,332 28,374 28,416 28,458 28,500 28,542 28,584 28,626 28,668 28,710
690 28,710 28,752 28,794 28,835 28,877 28,919 28,961 29,003 29,045 29,087 29,129

700 29,129 29,171 29,213 29,255 29,297 29,338 29,380 29,422 29,464 29,506 29,548
710 29,548 29,589 29,631 29,673 29,715 29,757 29,798 29,840 29,882 29,924 29,965
720 29,965 30,007 30,049 30,090 30,132 30,174 30,216 30,257 30.299 30,341 30,382
730 30,382 30,424 30,466 30,507 30,549 30,590 30,632 30,674 30,715 30,757 30,798
740 30,798 30,840 30,881 30,923 30,964 31,006 31,047 31,089 31,130 31,172 31,213

750 31,213 31,255 31,296 31,338 31,379 31,421 31,462 31,504 31,545 31,586 31,628
760 31,628 31,669 31,710 31,752 31,793 31,834 31,876 31,917 31,958 32,000 32,041
770 32,041 32,082 32,124 32,165 32,206 32,247 32,289 32,330 32,371 32,412 32,453
780 32,453 32,495 32,536 32,577 32.618 32,659 32,700 32,742 32,783 32,824 32,865
790 32,865 32,906 32,947 32,988 33,029 33,070 33,111 33,152 33,193 33,234 33,275

800 33,275 33,316 33,357 33,398 33,439 33,480 33,521 33,562 33,603 33,644 33,685
810 33,685 33,726 33,767 33,808 33,848 33,889 33,930 33,971 34,012 34,053 34,093
820 34,093 34,134 34,175 34,216 34,257 34,297 34,338 34,379 34,420 34,460 34,501
830 34,501 34,542 34,582 34,623 34,664 34,704 34,745 34,786 34,826 34,867 34,908
840 34.908 34,948 34,989 35,029 35,070 35,110 35,151 35,192 35,232 35,273 35,313

850 35,313 35,354 35,394 35,435 35,475 35,516 35,556 35,596 35,637 35,677 35,718
860 35,718 35,758 35,798 35,839 35,879 35,920 35,960 36,000 36,041 36,081 36,121
870 36,121 36,162 36,202 36,242 36,282 36,323 36,363 36,403 36,443 36,484 36,524
880 36,524 36,564 36,604 36,644 36,685 36,725 36,765 36,805 36,845 36,885 36,925
890 36,925 36,965 37,006 37,046 37,086 37,126 37,166 37,206 37.246 37,286 37,326

900 37,326 37,366 37,406 37,446 37,486 37,526 37,566 37,606 37,646 37,686 37,725
910 37,725 37,765 37,805 37,845 37,885 37,925 37,965 38,005 38,044 38,084 38,124
920 38,124 38,164 38,204 38,243 38,283 38,323 38,363 38,402 38,442 38,482 38,522
930 38,522 38,561 38,601 38,641 38,680 38,720 38,760 38,799 38,839 38,878 38,918
940 38,918 38,958 38,997 39,037 39,076 39,116 39,155 39,195 39,235 39,274 39,314

950 39,314 39,353 39,393 39.432 39,471 39,511 39,550 39,590 39,629 39,669 39,708
960 39,708 39,747 39,787 39,826 39,866 39,905 39,944 39,984 40,023 40,062 40,101
970 40,101 40,141 40,180 40,219 40,259 40,298 40,337 40,376 40,415 40,455 40,494
980 40,494 40,533 40,572 40,611 40,651 40,690 40,729 40,768 40,807 40,846 40,885
990 40,885 40,924 40,963 41,002 41,042 41,081 41,120 41,159 41,198 41,237 41,276

В 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ИТС-90 Стол для термопары типа К
В 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Термоэлектрическое напряжение в мВ

1000 41.276 41,315 41,354 41,393 41,431 41,470 41,509 41,548 41,587 41,626 41,665
1010 41,665 41,704 41,743 41,781 41,820 41,859 41,898 41,937 41,976 42,014 42,053
1020 42,053 42,092 42,131 42,169 42,208 42,247 42,286 42,324 42,363 42,402 42,440
1030 42,440 42,479 42,518 42,556 42,595 42,633 42,672 42,711 42,749 42,788 42,826
1040 42,826 42,865 42,903 42,942 42,980 43,019 43,057 43,096 43,134 43,173 43,211

1050 43,211 43,250 43,288 43,327 43,365 43,403 43,442 43,480 43.518 43,557 43,595
1060 43,595 43,633 43,672 43,710 43,748 43,787 43,825 43,863 43,901 43,940 43,978
1070 43.978 44.016 44.054 44.092 44.130 44.169 44.207 44.245 44.283 44.321 44.359
1080 44,359 44,397 44,435 44,473 44,512 44,550 44,588 44,626 44,664 44,702 44,740
1090 44,740 44,778 44,816 44,853 44,891 44,929 44,967 45,005 45,043 45,081 45,119

1100 45,119 45,157 45,194 45,232 45,270 45,308 45,346 45,383 45,421 45,459 45,497
1110 45,497 45,534 45,572 45,610 45.647 45,685 45,723 45,760 45,798 45,836 45,873
1120 45,873 45,911 45,948 45,986 46,024 46,061 46,099 46,136 46,174 46,211 46,249
1130 46,249 46,286 46,324 46,361 46,398 46,436 46,473 46,511 46,548 46,585 46,623
1140 46,623 46,660 46,697 46,735 46,772 46,809 46,847 46,884 46,921 46,958 46,995

1150 46.995 47.033 47.070 47.107 47.144 47.181 47.218 47.256 47.293 47.330 47.367
1160 47,367 47,404 47,441 47,478 47,515 47,552 47,589 47,626 47,663 47,700 47,737
1170 47.737 47,774 47,811 47,848 47,884 47,921 47,958 47,995 48,032 48,069 48,105
1180 48,105 48,142 48,179 48,216 48,252 48,289 48,326 48,363 48,399 48,436 48,473
1190 48,473 48,509 48,546 48,582 48,619 48,656 48,692 48,729 48,765 48,802 48,838

1200 48,838 48,875 48,911 48,948 48,984 49,021 49,057 49,093 49,130 ​​49,166 49,202
1210 49,202 49,239 49,275 49,311 49,348 49,384 49,420 49,456 49,493 49,529 49,565
1220 49,565 49,601 49,637 49,674 49,710 49,746 49,782 49,818 49.854 49,890 49,926
1230 49.926 49.962 49.998 50.034 50.070 50.106 50.142 50.178 50.214 50.250 50.286
1240 50,286 50,322 50,358 50,393 50,429 50,465 50,501 50,537 50,572 50,608 50,644

1250 50,644 50,680 50,715 50,751 50,787 50,822 50,858 50,894 50,929 50,965 51,000
1260 51,000 51,036 51,071 51,107 51,142 51,178 51,213 51,249 51,284 51,320 51,355
1270 51,355 51,391 51,426 51,461 51,497 51,532 51,567 51,603 51,638 51,673 51,708
1280 51,708 51,744 51,779 51,814 51.849 51,885 51,920 51,955 51,990 52,025 52,060
1290 52.060 52.095 52.130 52.165 52.200 52.235 52.270 52.305 52.340 52.375 52.410

1300 52,410 52,445 52,480 52,515 52,550 52,585 52,620 52,654 52,689 52,724 52,759
1310 52.759 52.794 52.828 52.863 52.898 52.932 52.967 53.002 53.037 53.071 53.106
1320 53,106 53,140 53,175 53,210 53,244 53,279 53,313 53,348 53,382 53,417 53,451
1330 53,451 53,486 53,520 53,555 53,589 53,623 53,658 53,692 53,727 53,761 53,795
1340 53.795 53,830 53,864 53,898 53,932 53,967 54,001 54,035 54,069 54,104 54,138

1350 54,138 54,172 54,206 54,240 54,274 54,308 54,343 54,377 54,411 54,445 54,479
1360 54,479 54,513 54,547 54,581 54,615 54,649 54,683 54,717 54,751 54,785 54,819
1370 54,819 54,852 54,886

В 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

************************************
* В этом разделе приведены коэффициенты для термопар типа K для
* два поддиапазона температуры, перечисленные ниже.2).
*
* Температурный диапазон (C)
* От -270,000 до 0,000
* От 0,000 до 1372,000
************************************
имя: справочная функция на ИТС-90
тип: K
единицы температуры: C
единицы ЭДС: мВ
диапазон: -270,000, 0,000, 10
0,000000000000E + 00
0,394501280250E-01
0,236223735980E-04
-0,32858

40E-06
-0,49

87770E-08
-0,6750

  • 730E-10
    -0,574103274280E-12
    -0.310888728940E-14
    -0,104516093650E-16
    -0.198892668780E-19
    -0,163226974860E-22
    диапазон: 0,000, 1372,000, 9
    -0,176004136860E-01
    0,389212049750E-01
    0,185587700320E-04
    -0.994575928740E-07
    0,318409457190E-09
    -0,560728448890E-12
    0,5607505
  • E-15
    -0.320207200030E-18
    0,971511471520E-22
    -0,121047212750E-25
    экспоненциальный:
    а0 = 0,118597600000E + 00
    а1 = -0,118343200000E-03
    а2 = 0,126968600000E + 03

    ************************************
    * В этом разделе приведены коэффициенты приближенного обратного
    * функции термопар типа K для поддиапазонов
    * температура и напряжение указаны ниже.п,
    * где E в мВ, а t_90 в C.
    *
    * Температурная ошибка напряжения
    * диапазон диапазон диапазон
    * (C) (мВ) (C)
    * -200. до 0. -5,891 до 0,000 -0,02 до 0,04
    * От 0 до 500. от 0,000 до 20,644 от -0,05 до 0,04
    * 500. до 1372. от 20,644 до 54,886 от -0,05 до 0,06
    ************************************************ ******
    Обратные коэффициенты для типа K:

    Температура -200.0. 500.
    Диапазон: 0. 500. 1372.

    Напряжение -5,891 0,000 20,644
    Диапазон: 0,000 20,644 54,886

    0,0000000E + 00 0,000000E + 00 -1,318058E + 02
    2.5173462E + 01 2.508355E + 01 4.830222E + 01
    -1.1662878E + 00 7.860106E-02 -1.646031E + 00
    -1.0833638E + 00 -2.503131E-01 5.464731E-02
    -8.9773540E-01 8.315270E-02 -9.650715E-04
    -3.7342377E-01 -1.228034E-02 8.802193E-06
    -8.6632643E-02 9.804036E-04 -3.110810E-08
    -1.0450598E-02 -4.413030E-05 0,000000E + 00
    -5.1920577E-04 1.057734E-06 0.000000E + 00
    0,0000000E + 00 -1,052755E-08 0,000000E + 00

    Ошибка -0.02 -0.05 -0.05
    Диапазон: 0,04 0,04 0,06

    Старение и дрейф термопар типа K

    При многократном воздействии высоких температур термопара типа K становится менее точной.Старение — это явление, которое приводит к более чем точным показаниям температуры, в то время как дрейф приводит к неточным показаниям. Хотя все термопары типа K подвержены старению и дрейфу, передовые методы могут минимизировать риски и продлить срок службы термопар.

    Надежные, долговечные и недорогие термопары типа K обычно используются во многих отраслях промышленности. Стандартная термопара типа K с минеральной изоляцией (MI) состоит из трех металлов, каждый из которых влияет на ее старение и дрейф.

    В термопарах этого типа положительный проводник сделан из Chromel ® (сплав никеля и хрома), а отрицательный провод — из Alumel ® (сплав никеля, марганца, кремния и алюминия).Третий задействованный металл — это защитная оболочка, которая часто изготавливается из нержавеющей стали или аналогичного сплава, никелированного сплава или пассивированного никелевого сплава.

    Старение и дрейф часто используются как взаимозаменяемые, когда говорят о том, что выходной сигнал термопары со временем становится менее точным из-за реакции на температуру и движение. Для целей данной статьи старение термопар типа K — это явление, которое происходит при температуре от 600 ° F (316 ° C) до 1200 ° F (649 ° C). Старение приведет к небольшому увеличению показания температуры датчика.Также для целей данной статьи дрейф в термопарах типа K — это явление, которое возникает при температуре выше 1200 ° F (649 ° C) и может привести к значительному снижению показаний температуры.

    Следующая информация основана на отраслевых исследованиях, а также на текущих исследованиях и разработках WIKA USA.

    Старение и упорядочение на короткие расстояния в термопаре типа K

    Ниже температуры Кюри соседние магнитные спины выравниваются в ферромагнетике, даже если магнитное поле отсутствует.

    Ближний порядок (SRO) — это материальное состояние, в котором атомы расположены регулярно и предсказуемо на небольшом расстоянии. Для ферромагнитных и антиферромагнитных металлов SRO относится к разупорядочению электронных спинов от выровненного состояния (все направлено на магнитный север) к немного более случайной ориентации. Эта металлургическая характеристика влияет на термопары типа K независимо от размера провода, производителя термопары провода или производитель готового кабеля MIMS (с минеральной изоляцией в металлической оболочке), часто называемого TI с металлической оболочкой.

    Выше температуры Кюри магнитные спины выстраиваются случайным образом, если не применяется магнитное поле.

    Характерной чертой старения является магнитное разупорядочение металлической структуры, которое может вызвать небольшие сдвиги в показаниях температуры термопары. Никель в проводниках магнитный. Когда никель достигает своей температуры Кюри [i] 669 ° F (354 ° C), его магнитные свойства начинают изменяться и ослабевать, что влияет на разность напряжений, создаваемую соединением разнородных металлов.

    Заказ на короткий срок происходит в диапазоне температур 600–900 ° F (316–482 ° C). Это также может происходить, в меньшей степени, в диапазоне 900–1200 ° F (482–649 ° C). Этот сдвиг может быть скорректирован путем отжига при температуре примерно 1600–1650 ° F (871–899 ° C), но он снова будет иметь значение, поскольку это характеристика проволочных сплавов типа К. Величина сдвига уменьшается с несколькими событиями, которые вызывают SRO, и нормальное максимальное отклонение температуры обычно составляет от + 5 ° F до + 6 ° F.

    Ниже приведен пример типичной последовательности ожидаемых сдвигов в показаниях температуры для термопары типа K с отожженной оболочкой.

    1. Состояние пуска: показания температуры термопары нормальные, что подтверждено сравнением (в ванне с регулируемой температурой) с эталонным датчиком высокой точности. Показание температуры составляет 700 ° F (371,1 ° C).
    2. Эта термопара либо вводится в эксплуатацию при точно 700 ° F, либо снова помещается в ту же калибровочную ванну при точно 700 ° F. Из-за заказа на короткие расстояния новое значение температуры составляет 702 ° F (372,2 ° C), что на 2 ° F больше.
    3. Эта термопара испытывает снижение магнетизма и стареет.Когда его снова вводят в эксплуатацию (при точно 700 ° F) или снова помещают в ту же калибровочную ванну, новое значение температуры составляет 703,5 ° F (373 ° C), что на 1,5 ° F больше.
    4. Шаг 3 повторяется. Новое значение температуры составляет 704,5 ° F (373,6 ° C), что на 1 ° F больше.
    5. Шаг 4 повторяется. Новое значение температуры составляет 705 ° F (373,9 ° C), увеличившись на 0,5 ° F. После этого изменения в показаниях температуры очень малы. Выше 1200 ° F (649 ° C) изменение показаний температуры будет медленно «исправляться» до исходной калибровки.

    Другие типы термопар также испытывают SRO и, как следствие, смещение в сторону увеличения выходной температуры. В термопаре типа J, например, один проводящий провод представляет собой железо, которое начинает стареть, когда достигает своей температуры Кюри, равной 1418 ° F (770 ° C).

    Что такое дрейф термопары?

    Дрейф — это обычно сдвиг в сторону понижения показаний температуры термопары, который может быть результатом нескольких различных явлений. Дрейф продолжит снижать показания температуры и даже может привести к отказу термопары.Как правило, этот сбой происходит при уменьшении отклонения на 25 ° F от исходной температуры или до него.

    Металлургические явления, связанные с дрейфом, можно выделить в:

    • Модификации поверхности, которые связаны с изменениями в термоэлементах из-за взаимодействия между термоэлементами и окружающей средой вокруг термоэлементов.
    • Массовые модификации, связанные с изменением объема термоэлементов.

    Поверхностные модификации могут выглядеть как:

    • Окисление (конфигурации с неизолированным проводом)
    • Истощение элементов в термоэлементах (неизолированный провод / конфигурация MIMS)
    • Загрязнение из окружающей среды (неизолированный провод / конфигурация MIMS)
    • Взаимодействие с изолятор (конфигурация MIMS)
    • Взаимодействие с оболочкой (конфигурация MIMS)

    Среди объемных модификаций можно наблюдать следующие явления:

    • Фазовые превращения
    • Рост зерен
    • Остаточная деформация и аннигиляция дислокаций
    • Рекристаллизация

    Системы термопар, особенно те, которые помещены в огневые нагреватели, могут испытывать как старение, так и дрейф.Однако очень трудно или даже невозможно предсказать фактическое воздействие на системы термопар, которые испытывают температурные градиенты как часть их нормальной работы.

    Как минимизировать старение и дрейф термопары типа K

    Во многих огневых обогревателях температура оболочки трубы ниже 1200 ° F (649 ° C) — зона старения — в то время как дымовой газ значительно превышает 2000 ° F (1093 ° C), зона дрейфа. Старение предсказуемо, тогда как дрейф менее предсказуем, более разрушительный и приводит к отказу системы.

    Ниже приведены некоторые передовые методы работы с нагревателями для термопар с кожухом трубок (TSTC):

    • Сведите к минимуму количество лучистого / конвективного тепла на термопаре. Другими словами, попробуйте провести термопару на самой холодной части трубки. Для конструкций с двойным обжигом это может быть половина, а не одна или другая сторона.
    • Сбалансированная экранированная конструкция помогает преобразовывать лучистое / конвективное тепло в теплопроводное.
    • Держите как можно больше TSTC в тесном контакте с трубкой.Это чрезвычайно важно, поскольку трубка становится радиатором. Для предотвращения зазоров необходимо использовать достаточное количество зажимов. Любые зазоры приблизят трубку к температуре дымовых газов, что приведет к попаданию термопары в зону дрейфа и, в конечном итоге, к повреждению датчика.
    • Сведите к минимуму или исключите любую разводку вне трубы. Предпочтительно проводить TSTC вдоль трубы до выхода на одной линии с трубой, а не иметь протяженные переходы от трубки к выходу из стенки перпендикулярно трубке. Обертки из керамического волокна, такие как Kaowool, являются хорошими барьерами для предотвращения проблем с флюсом, связанных с золой, но обертывания не сохраняют термопару в холодном состоянии и не удерживают датчик от зоны дрейфа, где происходят длинные скачки вне трубки.
    • Поршневые выходы предпочтительнее расширительных катушек. Изгиб увеличивает вероятность дрейфа, а выходы поршневого типа могут минимизировать или устранить этот риск. Особенно важно, чтобы в печах с высокой скоростью движения, таких как коксовые печи, по возможности использовались выходы поршневого типа.
    • Если выход поршневого типа невозможен, воспользуйтесь небольшими расширительными змеевиками. Поскольку дополнительный материал действует как большая площадь поверхности для поглощения тепла, важно минимизировать размер змеевиков и скрыть как можно больше материала в областях, затененных от лучистого / конвективного тепла.Три или четыре маленьких витка часто предпочтительнее одной большой петли.
    • Используйте температуру как критерий при выборе материала оболочки. Будьте осторожны при использовании температуры трубки для этого определения, если используется неоптимальный маршрут с длинными переходами трубки. Обновление до оболочки I600 или Pyrocil D может помочь минимизировать — но не устранить — дрейф и в результате продлить срок службы термопары.

    На этом рисунке зеленым прямоугольником показаны области, которые обычно подвержены старению.В красном поле показаны области, которые могут быть подвержены дрейфу и, следовательно, повреждению термопары.

    Старение и дрейф возникают из-за свойств металлов, используемых в термопаре типа K. В настоящее время невозможно изготовить термопару без дрейфа или старения. Однако ученые-материаловеды, такие как доктор философии Кэтрин Рэй и доктор Микеле Шервини, активно работают над металлургическими модификациями для создания версий термопар типа K и других термопар с уменьшенным дрейфом.

    В этой статье Scervini подробно рассказывается о дрейфе, его причинах и металлургических изменениях, вызванных температурой. В этой статье (Scervini & Rae 2013), опубликованной в Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, обсуждается улучшенная термопара MIMS на основе никеля для применения в высокотемпературных газовых турбинах.

    [i] Также называемая точкой Кюри (названной в честь Пьера Кюри), это температура, при которой определенные магнитные материалы претерпевают резкое изменение своих магнитных свойств.Ниже точки Кюри атомы, которые ведут себя как крошечные магниты, спонтанно выравниваются в определенных магнитных материалах. В ферромагнитных материалах атомные магниты ориентированы в каждой микроскопической области (домене) в одном направлении, так что их магнитные поля усиливают друг друга. В антиферромагнитных материалах атомные магниты чередуются в противоположных направлениях, так что их магнитные поля нейтрализуют друг друга. В ферримагнетиках спонтанное расположение представляет собой комбинацию обоих паттернов, обычно с участием двух разных магнитных атомов, так что происходит только частичное усиление магнитных полей.Повышение температуры до точки Кюри для любого из материалов этих трех классов полностью нарушает различные спонтанные устройства, и остается только слабый вид более общего магнитного поведения, называемый парамагнетизмом. (Источник: britannica.com/science/Curie-point)

    Щелкните здесь, чтобы войти в наш интерактивный нефтеперерабатывающий завод, чтобы узнать больше о приложениях продуктов WIKA.

    Изготовители термопар типа K Поставщики

    Термопары типа K — Thermo Sensors Corporation

    Термопары типа K используются во всех видах различных применений для нагрева и температуры, поскольку они обладают хорошей температурной точностью и широким диапазоном измерений.Этот вид термопары популярен и доступен в широком спектре зондов. Поскольку он имеет такой высокий температурный диапазон, тип K особенно используется в сталелитейной и металлургической промышленности. Они измеряют химический состав и температуру металла во время обработки или литья, чтобы знать, когда он расплавился до определенной температуры и готов к формованию.

    Термопары типа K — Thermo Sensors Corporation

    Другие промышленные применения, в которых используется диапазон температур термопар типа K, включают обжиговые печи, печи, машины для экструзии пластмасс, напорные камеры, резервуары для воды, теплообменники и моечные машины.В обогреваемых приборах, таких как газовые плиты, также используются термопары типа K в качестве датчиков температуры, чтобы избежать перегрева, что является проблемой безопасности и может привести к повреждению. В домашних условиях стандартные термостаты и реле температуры также контролируются термопарами типа K, поскольку они недороги и просты в установке.

    Все термопары типа K состоят из серии тонких гибких проволочных конструкций. Каждая проволока сделана из хромеля, который представляет собой сплав хрома и никеля, или из алюмеля, который представляет собой сплав алюминия и никеля.Они соединены с цифровыми устройствами для быстрого и легкого считывания и всегда используют металлические или керамические защитные трубки, особенно при пониженных атмосферных условиях, поскольку тип K плохо работает в этом приложении. Они считаются доморощенными термопарами, в отличие от верхнекрустовых, редких и экзотических. Чтобы различать эти разные типы, провода всегда маркируются цветным разъемом; тип К желтые.

    Все термопары делятся на категории допустимой температуры.Термопары типа K, поскольку они измеряют температуру примерно до 2000 ° C, считаются термопарами из благородных металлов. Поскольку термопары просты по конструкции, процессы изготовления и сборки являются быстрыми и недорогими. Все проволоки подвергаются экструзии, что включает нагревание заготовки из металлического сплава и проталкивание ее через все меньшие и меньшие формы до тех пор, пока не будут достигнуты желаемая форма и размер проволоки. Провода легко сгибаются и скручиваются друг с другом без применения тепла или большой силы.

    Термопара типа

    K — Введение, использование и состав

    Скачать PDF

    Термопара

    типа K обеспечивает самый широкий диапазон рабочих температур.Он состоит из немагнитного положительного полюса и немагнитного отрицательного полюса. В термопарах типа K используется традиционный основной металл, благодаря чему он может работать при высоких температурах и обеспечивать самый широкий диапазон рабочих температур. Одним из составляющих металлов в термопарах типа K является никель, который по своей природе является магнитным.

    Характеристики термопары типа K заключаются в том, что они претерпевают отклонение на выходе, когда магнитный материал достигает точки Кюри, примерно при 185 ° C.Термопары типа K очень хорошо работают в окислительной атмосфере при температурах до 1260 ° C (2300 ° F), а их класс допуска составляет ± 1,5 K в диапазоне от -40 до 375 ° C.

    Почему следует отдавать предпочтение термопаре типа K

    • Одним из основных преимуществ термопар типа K перед другими термопарами является то, что они могут работать в тяжелых условиях окружающей среды и в различных атмосферах.
    • Он имеет интегрированную композицию из хромелевой и алюмелевой проволоки, имеет диапазон от -270 ° C до 1260 ° C и выходную мощность -6.От 4 до 9 мВ в максимальном диапазоне температур.
    • Также известна как термопара общего назначения из-за широкого диапазона температур
    • Тип K имеет более длительный срок службы, чем тип J, поскольку в проволоке типа J Fe (железо) быстро окисляется, особенно при более высоких температурах.
    • Стоят они недорого.
    • Быстрая реакция
    • Небольшие по размеру и надежные.
    • Обычно используется при температурах выше 540 ° C

    Состав термопары типа K

    Положительная ветвь термопары типа K состоит из 90% никеля, 10% хрома, а отрицательная ветвь состоит из 95% никеля, 2% алюминия, 2% марганца и 1% кремния.Это наиболее распространенные термопары общего назначения с чувствительностью около 41 мкВ / ° C.

    Изоляционный материал типа K

    В термопарах типа K используются в основном два типа изоляции. Во-первых, используется изоляция с керамическими шариками, поскольку это легкий изолирующий продукт. Он изготовлен из алюмосиликатных материалов высокой чистоты. Он имеет низкую тепловую массу, что означает, что он не сохраняет тепло, низкую теплопроводность и является чрезвычайно эффективным изоляционным материалом, поскольку он может выдерживать высокую температуру 1260 ° C, поэтому он лучше всего подходит для термопары типа K.

    Используется вторично уплотненная минеральная изоляция и внешняя металлическая оболочка (MgO). Оксид магния обладает высокой диэлектрической прочностью, быстро реагирует на температурные изменения и очень долговечен. Он имеет типичный состав MgO стандартного качества (97%) и MgO и AI2O3 высокой чистоты.

    Изоляция из оксида магния

    рекомендуется для термопары типа K, когда термопара должна быть погружена в жидкости, высокую влажность, агрессивные газы или высокое давление. Термопара может быть сформирована так, чтобы достигать недоступных в противном случае участков.

    Диапазон температур

    Чтобы найти подходящий диапазон термопары, мы должны использовать соответствующий провод, потому что разные провода измеряют разные диапазоны температур. Из четырех основных типов термопар тип K охватывает самый широкий диапазон: —

    • Проволока для термопар, от –454 до 2300F (от –270 до 1260 ° C)
    • Удлинительный провод, от 32 до 392F (от 0 до 200 ° C)

    Точность (что больше)

    • Стандарт: +/- 2,2 ° C или +/-.75%
    • Специальные пределы погрешности: +/- 1 ° C или 0,4%

    Класс допуска

    График зависимости ЭДС от температуры для термопары типа K

    Плюсы и минусы:

    Плюсы
    • Для измерения температуры обеспечивает хорошую линейность ЭДС
    • Обеспечивает хорошую стойкость к окислению при температуре ниже 1000 ° C (1600 ° F).
    • Высокостабильный выход
    • Сравнительно рентабельно, чем другие термопары.
    Минусы
    • Не подходит для восстановительной атмосферы, но может выдерживать металлический
    • Старение характеристики ЭДС по сравнению с термопарами из благородных металлов (B, R и S).
    • Не подходит для работы в вакууме из-за испарения хрома в положительном элементе.
    • Феномен Грин-Ротиса может возникать из-за низкого уровня кислорода в термопарах, которые используются при температуре от 815 ° C до 1040 ° C (от 1500 ° F до 1900 ° F).
    • Термопары

    • типа K не должны использоваться в серной среде, так как оба элемента будут быстро корродировать, а отрицательный элемент в конечном итоге выйдет из строя механически из-за того, что он станет хрупким.

    Использование термопары типа K

    В основном они используются при температурах от 550 ° C до максимального рабочего давления термопары.

    • Они используются во многих отраслях промышленности, таких как сталь и чугун, для контроля температуры и химического состава на протяжении всего процесса производства стали.