Термопреобразователь: принцип работы и особенности эксплуатации

Термопреобразователь или термопара представляет собой температурный датчик, который активно применяется в промышленности.

Как работает термопреобразователь?

В основе работы устройства лежит эффект, впервые описанный Томасом Зеебеком в 1822-м году. Обратимся к этому описанию: в случае, когда измерительные контакты гомогенного материала, обладающего свободными зарядами, обладают различной температурой, между ними возникает разность потенциалов.

В литературе часто приводиться другое определение эффекта Зеебека, которое является для нас более привычным. Речь идет о возникновении тока в замкнутой цепи из двух разнородных проводников, если  наличествует градиент температур между спаями. Вполне очевидно, что данное определение проистекает из первого, и проливает свет на принцип работы термопреобразователя и его устройства.

Но именно тот абзац, где речь идет о разнице температур измерительных контактов, даёт понимание того, почему ТЭДС возникает не в месте спая, а по всей длине термоэлектрода.  После этого легко понять сущность ограничений по точности, которые лежат в самой природе термоэлектричества.

Ввиду того, что ТЭДС охватывает всю длину термоэлектрода, то состояние термоэлектродов на участке предельного температурного градиента будет напрямую влиять на показания термопреобразователя. Из этого следует, что проверку термопар необходимо осуществлять при той же глубине погружения в среду, как и на рабочем объекте.

Следует отметить, что при использовании термопреобразователей из неблагородных металлов,учет термоэлектрической неоднородности крайне актуален.

Почему выгодно использовать термопреобразователь?

Термопреобразователь обладает широким диапазоном рабочих температур и является самым высокотемпературным контактным датчиком.

Спай термопары может быть заземлен, имеется возможность прямого контакта с измеряемым объектом.

Особенности работы термопреобразователя.

К наиболее точным термопреобразователям причисляют устройства, выполненные из благородных металлов  -платинородий-платиновые (kamstruppt-500) и платинородий-платинородиевые.

Они обладают меньшей термоэлектрической неоднородностью по сравнению с термопреобразователями из неблагородных металлов. К числу преимуществ также относится устойчивость к окислению, которая гарантирует высокую стабильность работы прибора.

За рубежом были разработаны термопреобразователи, выполненные из чистых металлов (золото-платиновые и платина-палладиевые(kamstruppt-500)). В ходе научных исследований удалось установить, что такие термопреобразователи превосходят платинородий-платиновые в плане точности и стабильности.

Для нужд промышленности активно применяюттермопреобразователи из неблагородных металлов. Подобное положение объясняется  дешевизной таких устройств и простотой эксплуатации. Следует также упомянуть про устойчивость к вибрациям и исполнение, которое предполагает взрывозащиту.

Наиболее удобны в эксплуатации кабельные термопреобразователи, у которых электроды спрятаны в особый герметичный гибкий кабель, защищенный минеральной изоляцией.

Благодаря особенностям конструкции такой термопреобразователь может быть размещен в наиболее сложных узлах объекта.

Не будем забывать и о высокой чувствительности термопреобразователей.

Для работы с  термопреобразователями необходимо применять удлинительные и компенсационные провода. Они делают возможным передачу сигнала на сотни метров к измерительному прибору. При этом потери точности будут минимальны. Уточним, что только в термопреобразователе КТПТР реализована возможность удлинения кабеля до 70 метров!