Termopary to czujniki temperatury wykonane z dwóch stopów metali. Kiedy te dwa metale są połączone, tworząc złącze, napięcie jest generowane, gdy występują między nimi różnice temperatur. Jest to znane jako efekt Seebecka.
Efekt Seebecka
Niemiecki lekarz, który został fizykiem Thomas Johann Seebeck, odkrył efekt Seebecka. Wziął dwa różne metale, z których jeden ma wyższą temperaturę niż drugi, i wykonał obwód szeregowy, łącząc je w złącze. Odkrył, że był w stanie generować napięcie. Im większa różnica temperatur między nimi, tym wyższe było generowane napięcie i stwierdził, że wyniki były niezależne od kształtu metalu.
Znaczenie
Termopary są cenne w nauce i inżynierii ze względu na takie cechy, jak szybki czas reakcji i niewielkie rozmiary. Mają możliwość dokładnego pomiaru ekstremalnych temperatur, w zakresie od 270 do 2500 stopni Celsjusza i błędów w zakresie od 0,5 do 2 stopni Celsjusza.
Wadą termopar jest to, że wytwarzane sygnały mogą być nieliniowe i dlatego należy je dokładnie kalibrować.
Budowa
Dwa stopy metali są łączone, tworząc połączenie. Jedna część złącza jest umieszczona na źródle, którego temperatura ma być mierzona, podczas gdy drugi koniec jest utrzymywany w stałej wartości odniesienia za pośrednictwem źródła temperatury. Źródłem temperatury jest zwykle półprzewodnikowy czujnik temperatury, chociaż starsze używają łaźni lodowo-wodnej.
Jednym z czynników wpływających na wrażliwość na temperaturę jest rodzaj stosowanych kombinacji metali. Kombinacja niklowo-niklowa ma zakres temperatur od -50 do 1410 stopni Celsjusza, podczas gdy ren-ren może mierzyć od 0 do 2315 stopni Celsjusza. Najczęściej spotykane są chromo-alumel, miedź-konstantan i żelazo-konstantan.
Rodzaje
Istnieje kilka różnych typów. Są one klasyfikowane według maksymalnej temperatury, jaką mogą zmierzyć, gdzie mogą pracować oraz ich odporności. Najczęstsze z nich to J, K, T i E. Na przykład termopary typu J mogą być używane bez osłony zwanej osłoną, chociaż zalecana jest w celu przedłużenia ich żywotności. Termopary typu J mogą działać w środowiskach, w których nie ma wystarczającej ilości wolnego tlenu i mogą mierzyć do 760 stopni Celsjusza.
Zastosowania
Termopary to najpopularniejszy rodzaj czujników temperatury. Znajdują zastosowanie jako termometry szpitalne oraz w badaniach diagnostycznych silników samochodowych. Niektóre urządzenia gazowe, takie jak kotły, podgrzewacze wody i piekarniki, wykorzystują je jako funkcje bezpieczeństwa; jeśli lampka kontrolna nie świeci, termopara zatrzymuje działanie zaworu gazowego. Są również używane jako pomoc w pasteryzacji mleka oraz jako termometry spożywcze. W przemyśle są cenne jako sondy i czujniki.