Термодвойките са температурни сензори, които са направени от две метални сплави. Когато двата метала се съберат, за да образуват кръстовище, се генерира напрежение, когато има температурни разлики между тях. Това е известно като ефект на Seebeck.
Ефектът на Зеебек
Германският лекар, превърнал се в физик Томас Йохан Зеебек, откри ефекта на Зеебек. Той взе два различни метала, като единият беше с по-висока температура от другия, и направи последователна верига, като ги съедини в кръстовище. Той установи, че е в състояние да генерира напрежение. Колкото по-голяма е температурната разлика между тях, толкова по-високо е генерираното напрежение и той открива, че резултатите са независими от формата на метала.
Значимост
Термодвойките са ценни в науката и инженерството, поради характеристики като бързото им време за реакция и малкия размер. Те имат способността да измерват точно екстремни температури, вариращи от 270 до 2500 градуса по Целзий и грешки в рамките на 0,5 до 2 градуса по Целзий.
Недостатъкът на термодвойките е, че произвежданите сигнали могат да бъдат нелинейни и поради това те трябва да бъдат калибрирани внимателно.
Строителство
Две метални сплави са събрани заедно, за да образуват кръстовище. Едната част от кръстовището се поставя върху източник, чиято температура трябва да се измери, докато другият край се поддържа в постоянна референтна стойност чрез температурен източник. Източникът на температура обикновено е полупроводников температурен сензор, въпреки че по-старите използват баня с ледена вода.
Един фактор за температурната чувствителност е видът на използваните метални комбинации. Комбинацията никел-никел има температурен диапазон от -50 до 1410 градуса по Целзис, докато рений-рений може да измерва от 0 до 2315 градуса по Целзис. Хромел-алумел, мед-константан и желязо-константан са най-често срещаните.
Видове
Има няколко различни вида. Те са класифицирани според максималната температура, която могат да измерват, къде могат да работят и тяхната здравина. Най-често срещаните са J, K, T и E. Например термодвойките тип J могат да се използват без покритие, наречено обвивка, въпреки че се препоръчва такова, за да се удължи живота им. Термодвойките тип J могат да функционират в среди, където няма достатъчно свободен кислород, и могат да измерват до 760 градуса по Целзий.
Използва
Термодвойките са най-популярният тип температурни сензори. Те се използват като болнични термометри и при диагностични тестове за двигатели на превозни средства. Някои газови уреди като котли, бойлери и фурни ги използват като предпазни средства; ако контролната лампа не свети, термодвойката спира газовия клапан да работи. Те се използват и като помощно средство при пастьоризиране на млякото и като термометри за храна. В индустрията те са ценни като сонди и сензори.
