Термопара
Термопа́ра — чутливий елемент термоелектричного перетворювача у вигляді двох ізольованих провідників із різнорідних матеріалів, з'єднаних на одному кінці, принцип дії якого ґрунтується на використанні термоелектричного ефекту для вимірювання температури[1].
-LMB.png)
.jpg)
Загальний опис
ред.Використовується в устаткуванні для вимірювання температури, а також для прямого перетворення енергії тепла в електричну енергію у тих випадках, коли доцільно уникнути рухомих деталей (наприклад, у космосі). Поглинання тепла при проходженні електричного струму через контакт використовується в холодильниках тощо.
Термопару використовують як чутливий елемент (первинний вимірювальний перетворювач) у засобах контролю температури в печах. Термопара являє собою металевий провід з особливих сплавів, дві жили якого спаяні між собою, і спай розміщують в контрольовану зону печі[2]. Вільні кінці проводу виведені за межі нагрівальної зони та з'єднані з приладом, що показує перетворений сигнал одержаний від спаю термопари. Термопара, що перебуває в печі, захована у вогнестійкий чохол, що захищає її від агресивного середовища печі[2].
Принцип дії
ред.Принцип дії термопари базується на термоелектричних явищах. Термопара складається з двох провідників, сполучених кінцями так, що вони утворюють два контакти. Контакти поміщають в середовища з різною температурою. Технічні вимоги до термопар визначаються ДСТУ 2857-94[3] та ДСТУ IEC 60584[4][5][6].
Тип термопари за МЕК*
|
Тип термопари за ДСТУ (ГОСТ)
|
Температурний діапазон °C (довготривало)
|
Температурний діапазон °C (короткотривало)
|
K
|
0 до +1100
|
−180 до +1300
| |
J
|
ТЖК (залізо-константанові)
|
0 до +700
|
−180 до +1200
|
N
|
0 до +1100
|
−270 до +1300
| |
R
|
ТПП 13 (платинородій-платинові)
|
0 до +1600
|
−50 до +1700
|
S
|
ТПП 10 (платинородій-платинові)
|
0 до 1600
|
−50 до +1750
|
B
|
ТПР (платинородій-платинородієві)
|
+200 до +1700
|
0 до +1820
|
T
|
ТМКн (мідь-константанові)
|
−185 до +300
|
−250 до +400
|
E
|
ТХКн (хромель-константанові)
|
0 до +800
|
−40 до +900
|
* Міжнародна електротехнічна комісія
Пари металів, що використовуються для основних термопар (МЕК)
ред.- платинородій-платинові — Тип R
- платинородій-платинові — Тип S
- платинородій-платинородієві — Тип B
- залізо-константанові (залізо-мідьнікелеві) — Тип J
- мідь-константанові (мідь-мідьнікелеві) — Тип Т
- ніхросил-нісилові (нікельхромнікель-нікелькремнієві) — Тип N.
- хромель-алюмелеві — Тип K
- хромель-константанові — Тип E
- хромель-копелеві — Тип L
- мідь-копелеві — Тип М
- сильх-силінові — Тип I
- вольфрам і реній — вольфрам-ренієві — Тип А-1, А-2, А-3.
Термометр
ред.Принцип дії термопари заснований на ефекті Зеєбека, інакше термо-ЕРС. Коли кінці провідника піддати різним температурам, між ними виникає різниця потенціалів, пропорційна різниці температур, коефіцієнт пропорційності називають коефіцієнт термо-ЕРС. У різних металів коефіцієнт термо-ЕРС різний, і відповідно різниця потенціалів, що виникає між кінцями різних провідників, буде різна. Помістивши спай з металів з відмінними коефіцієнтами термо-ЕРС в середовище з температурою , ми отримаємо напругу між протилежними контактами, що піддані іншій температурі , яка буде пропорційна різниці температур і .
Джерело живлення
ред.Електрорушійна сила, що виникає в термопарі, між нагрітим і холодним кінцем, може використовуватися як джерело живлення. Ефективність такого джерела невисока, але в певних умовах, наприклад, в космосі, далеко від Сонця, таке джерело незамінне, зважаючи на відсутність рухомих частин. Для нагрівання гарячого кінця термопари в космічних апаратах використовують тепло від радіоактивного розпаду.
Нагрівач або холодильник
ред.Термопари застосовують також у нагрівачах та холодильниках, використовуючи ефект Пельтьє. При проходженні електричного струму через контакти термопари один із них нагрівається, а другий охолоджується.
Див. також
ред.- Пірометр
- Піроскоп (конуси Зегера)
- Датчик температури
Примітки
ред.- ↑ ДСТУ 3518-97 Термометрія. Терміни та визначення.
- ↑ а б Захаров А. И. Основы технологии керамики: Учебное пособие / РХТУ им. Менделеева; М., 1999. 79 с. ISBN 5-7234-0184-3 (с.: 13)
- ↑ а б ДСТУ 2857-94 (ГОСТ 6616-94) Перетворювачі термоелектричні. Загальні технічні умови.
- ↑ ДСТУ IEC 60584-1:2007 Перетворювачі термоелектричні. Частина 1. Градуювальні таблиці (IEC 60584-1:1995, IDT)
- ↑ ДСТУ IEC 60584-2:2007 Перетворювачі термоелектричні. Частина 2. Допуски (IEC 60584-2:1982, IDT)
- ↑ ДСТУ IEC 60584-3:2007 Перетворювачі термоелектричні. Частина 3. Подовжувальні та компенсаційні проводи. Допуски та системи ідентифікації (IEC 60584-3:1989, IDT)
Джерела
ред.- Термопари та їх використання
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
|
Це незавершена стаття з технології. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |
|
Це незавершена стаття про електроніку. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |