Sissejuhatus
Termopaari kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes, kuna need võimaldavad temperatuuri täpselt mõõta. Termopaar on seade, mis genereerib elektrisignaali vastuseks temperatuurimuutustele. Seda signaali saab kasutada temperatuuri kuvamiseks ja kütte- või jahutusprotsessi juhtimiseks erinevates tööstuslikes rakendustes. Selles artiklis käsitleme termopaari eesmärki, selle toimimist, eeliseid ja puudusi.
Mis on termopaar?
Termopaar on temperatuuriandur, mis mõõdab temperatuuri, tuvastades kahe erineva metalli ühes otsas ühendamisel tekkiva pinge muutuse. Pingeerinevus kahe metalli vahel on otseselt võrdeline termopaari kahe otsa temperatuuride erinevusega. Seda pingeerinevust nimetatakse termoelektriliseks pingeks, mis on termopaari töö aluseks.
Kuidas termopaar töötab?
Termopaar koosneb kahest erinevast metallist juhtmest, mis on omavahel ühendatud, et moodustada "ristmik". Ühendus on koht, kus mõõdetakse temperatuuri. Üks juhe on "positiivne" ehk kuum juhe, teine aga "negatiivne" ehk külmjuhe. Termopaari tööpõhimõte seisneb selles, et kui ühenduskoha temperatuur muutub, tekib juhtmetes termoelektriline pinge.
Termoelektriline pinge tekitab voolu, mis voolab läbi juhtmete, näidates temperatuuri erinevust ristmiku ja referents- ehk külmsiirde vahel, mis on teadaoleval konstantsel temperatuuril. Teades temperatuuri võrdlusristmikul, saab määrata temperatuuri mõõteristmikul.
Millised on termopaaride tüübid?
Erinevates temperatuurivahemikes ja keskkonnatingimustes põhinevaid erinevates rakendustes kasutatakse erinevat tüüpi termopaare. Kõige tavalisemad termopaaride tüübid on:
1. Tüüp J: koosneb raua ja konstantaani sulamitest, mida kasutatakse vahemikus -210 kuni 1200 kraadi.
2. Tüüp K: koosneb kroomi- ja alumellisulamitest, mida kasutatakse vahemikus -270 kuni 1377 kraadi.
3. Tüüp T: koosneb vase ja konstantaani sulamitest, mida kasutatakse vahemikus -270 kuni 400 kraadi.
4. Tüüp E: koosneb kromelist ja konstantaani sulamitest, mida kasutatakse vahemikus -270 kuni 1000 kraadi.
5. Tüüp N: koosneb nikrosiili ja nisili sulamitest, mida kasutatakse vahemikus -270 kuni 1300 kraadi.
6. Tüüp R: koosneb plaatina ja roodiumi sulamitest, mida kasutatakse vahemikus 0 kuni 1450 kraadi.
Millised on termopaaride eelised?
Termopaaridel on teiste temperatuuriandurite ees mitmeid eeliseid, näiteks:
1. Suur täpsus: termopaaridel on suur täpsus ja need on võimelised mõõtma temperatuuri kuni ±0,5 kraadi täpsusega.
2. Lai temperatuurivahemik: termopaarid suudavad mõõta temperatuuri laias vahemikus, alates -270 kraadist kuni 1450 kraadini.
3. Kiire reageerimisaeg: termopaaridel on kiire reaktsiooniaeg ja need suudavad temperatuurimuutusi reaalajas täpselt tuvastada.
4. Tasuv: termopaarid on odavamad kui teised temperatuuriandurid, mistõttu on need populaarsed erinevates tööstusharudes.
5. Paindlik: termopaare saab kasutada erinevates tööstuslikes rakendustes, sealhulgas lennunduses, autotööstuses, farmaatsiatööstuses ja toiduainete töötlemises.
Millised on termopaaride puudused?
Vaatamata nende paljudele eelistele on termopaaridel mõned puudused, näiteks:
1. Mittelineaarne reaktsioon: termopaaridel on mittelineaarne reaktsioon temperatuurimuutustele, mis võib põhjustada mõõtmisvigu.
2. Külma ristmiku kompenseerimine: võrdlus- või külmaühendust tuleb hoida konstantsel temperatuuril, mis nõuab lisavarustust ja aega.
3. Piiratud täpsus: kuigi termopaarid on väga täpsed, ei ole need nii täpsed kui teised temperatuuriandurid, nagu RTD-d ja termistorid.
4. Muutuva pingega väljund: termopaaride väljundpinge varieerub sõltuvalt temperatuurivahemikust ja termopaari tüübist, mistõttu on raske standardida.
5. Paigaldamise keerukus: termopaaride paigaldamine võib olla keeruline, nõudes spetsiaalsete seadmete ja koolitatud personali kasutamist.
Järeldus
Termopaari kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes, kuna need võimaldavad temperatuuri täpselt mõõta. Need on kulutõhusad, paindlikud ja neil on lai temperatuurivahemik. Siiski on neil mõned puudused, nagu mittelineaarne reaktsioon, külma ristmiku kompenseerimine ja paigaldamise keerukus. Vaatamata nendele puudustele on termopaarid endiselt populaarne valik temperatuuri mõõtmiseks erinevates tööstuslikes rakendustes.
