Какво е термодвойка?

Термодвойка е устройство, използвано за преобразуване на топлината в електрическа енергия. Той измерва температурната разлика между две точки. Термодвойките са сред най-често използваните температурни сензори поради тяхната широка наличност и много ниска цена. За съжаление обаче те не са най-точните четци за температура.

Ефектът на Seebeck играе ключова роля във функцията на термодвойка. Той гласи, че температурната разлика между два метални полупроводника ще създаде електричество. Когато тези полупроводници образуват контур, се прави електрически ток. Термодвойките разчитат на този ефект за измерване на температурата. Когато термодвойка се постави между температурен градиент между два полупроводника, тя става част от веригата, създадена от ефекта на Зеебек. Това му позволява да измерва напрежение и да преобразува това напрежение в четим температурен градиент в зависимост от използваните видове метал.

Когато термодвойка измерва температурен градиент, тя измерва температурната разлика между два полупроводника. Това означава, че термодвойка трябва да бъде свързана към мултиметър, което позволява на потребителя да отчита напрежението на двата полупроводника, които участват. Разликата в температурата и напрежението са пряко свързани. Следователно, ако човек може да отчете напрежението, преминаващо през верига, може да изчисли температурната разлика между двата полупроводника. Тази температурна разлика се получава чрез измерване на напрежението; тъй като напрежението директно съответства на температурната разлика между двата кръстовища на полупроводниците на термодвойката.

Има много видове термодвойки, всички вариращи в металната сплав, използвана в тяхната сонда. Най-често срещаните термодвойки тип К (хромел-алумел) са много евтини и имат широк диапазон от температури, които могат да измерват. Въпреки това, евтиността на този тип показва факта, че не е много точен и може да претърпи промени в чувствителност при температури над 354 градуса по Целзий, което е точката на Кюри за никела, съставен от хромел. Термодвойките тип Е (хромел-константин) имат по-висока чувствителност от тип К и са немагнитни. Има много други видове термодвойки и пълен списък можете да намерите в раздела Ресурси.

Термодвойките се използват при производството на стомана за измерване на температурата на стоманата, за да се определи съдържанието на въглерод в стоманата въз основа на температурата на топене. Те се използват и в пилотни светлини. Това приложение изисква сондата на термодвойката да бъде в пилотния пламък, за да се разбере дали пламъкът е включен. Когато пламъкът е включен, в термодвойката се генерира ток и той отчита топлината, произведена от пламъка. Когато пламъкът е изключен, електронните сензори могат да знаят да изключат газа, за да предотвратят възможни течове на газ.

Термодвойките спазват три закона, когато работят. Първо, законът за еднородните материали гласи, че температурите, които не се прилагат в кръстовищата на термодвойката няма да повлияе на произвежданото напрежение, тъй като те вече не създават температура градиент. Второ, законът за междинните материали гласи, че новите материали, инжектирани във веригата, няма променяйте напрежението, докато кръстовищата, образувани от новия материал, не изпитват температура градиент. Законът за последователните температури гласи, че напреженията между три или повече кръстовища могат да се събират заедно.