Termopaarid on temperatuuriandurid, mis on valmistatud kahest metallisulamist. Kui need kaks metalli ühendatakse ristmikuks, tekib pinge, kui nende vahel on temperatuuri erinevusi. Seda tuntakse kui Seebecki efekti.
Seebecki efekt
Saksa arstist füüsik Thomas Johann Seebeck avastas Seebecki efekti. Ta võttis kaks erinevat metalli, millest üks oli kõrgemal temperatuuril kui teine, ja tegi ristmikul ühendades need järjestikku. Ta leidis, et suutis pinget tekitada. Mida suurem on temperatuuride erinevus nende vahel, seda suurem on tekkiv pinge ja ta leidis, et tulemused ei sõltu metalli kujust.
Tähtsus
Termopaarid on teaduses ja tehnikas väärtuslikud selliste omaduste tõttu nagu kiire reageerimisaeg ja väiksus. Neil on võimalus täpselt mõõta äärmuslikke temperatuure, vahemikus 270–250 kraadi Celsiuse järgi ja vigu 0,5–2 kraadi Celsiuse piires.
Termopaaride puuduseks on see, et tekitatud signaalid võivad olla mittelineaarsed ja seetõttu tuleb neid hoolikalt kalibreerida.
Ehitus
Kaks metallisulamit ühendatakse ristmiku moodustamiseks. Ristmiku üks osa asetatakse allikale, mille temperatuuri tuleb mõõta, samal ajal kui teine ots hoitakse temperatuuriallika kaudu konstantsel võrdlusalusel. Temperatuuriallikas on tavaliselt tahkis-temperatuuriandur, kuigi vanemad kasutavad jääveevanni.
Üks temperatuuritundlikkuse tegur on kasutatavad metallikombinatsioonid. Nikli ja nikli kombinatsiooni temperatuurivahemik on -50 kuni 1410 Celsiuse kraadi, samas kui reeniumi-reeniumi temperatuur võib olla 0 kuni 2315 Celsiuse kraadi. Kõige tavalisemad on kroom-alumel, vask-konstantaan ja rauakonstantaan.
Tüübid
Neid on mitu erinevat tüüpi. Need on klassifitseeritud maksimaalse temperatuuri, mida nad saavad mõõta, kus nad saavad töötada, ja nende vastupidavuse järgi. Kõige tavalisemad on J, K, T ja E. Näiteks saab J-tüüpi termopaare kasutada ilma katteta, mida nimetatakse ümbriseks, kuigi nende elu pikendamiseks on seda soovitatav kasutada. J-tüüpi termopaarid võivad töötada keskkondades, kus vaba hapnikku pole piisavalt, ja nende temperatuur võib olla kuni 760 kraadi.
Kasutab
Termopaarid on kõige populaarsem temperatuuriandurite tüüp. Neid kasutatakse haigla termomeetritena ja sõidukite mootorite diagnostika testimisel. Mõned gaasiseadmed, näiteks katlad, veesoojendid ja ahjud, kasutavad neid turvaelementidena; kui märgutuli ei põle, peatab termopaar gaasiventiili töö. Neid kasutatakse ka piima pastöriseerimise abivahendina ja toidutermomeetritena. Tööstuses on need väärtuslikud sondide ja anduritena.