Термопари - це датчики температури, які виготовляються з двох металевих сплавів. Коли два метали з’єднуються, утворюючи перехід, виникає напруга, коли між ними є різниці температур. Це відоме як ефект Зеебека.
Ефект Зеебека
Німецький лікар, який став фізиком Томасом Йоганном Зеебеком, виявив ефект Зеебека. Він узяв два різних метали, один з яких вищий за інший, і зробив послідовний ланцюг, з'єднавши їх у з'єднанні. Він виявив, що зміг генерувати напругу. Чим більша різниця температур між ними, тим вище напруга, що генерується, і він виявив, що результати не залежать від форми металу.
Значимість
Термопари цінні в науці та техніці завдяки таким характеристикам, як швидкий час реакції та малий розмір. Вони мають можливість точно вимірювати екстремальні температури, коливаючись в межах від 270 до 2500 градусів Цельсія, і похибки в межах від 0,5 до 2 градусів Цельсія.
Недоліком термопар є те, що сигнали, що виробляються, можуть бути нелінійними, і тому їх потрібно ретельно калібрувати.
Будівництво
Два металеві сплави об’єднані, утворюючи перехід. Одна частина переходу розміщується на джерелі, температуру якого слід виміряти, а інший кінець підтримується на постійному рівні через джерело температури. Джерелом температури зазвичай є твердотільний датчик температури, хоча старші використовують крижану водяну баню.
Одним із факторів температурної чутливості є різновиди використовуваних комбінацій металів. Комбінація нікель-нікель має температурний діапазон від -50 до 1410 градусів Цельсія, тоді як реній-реній може вимірювати від 0 до 2315 градусів Цельсія. Хромел-алюмел, мідь-константан та залізо-константан - найпоширеніші.
Типи
Існує кілька різних типів. Вони класифікуються відповідно до максимальної температури, яку вони можуть виміряти, де вони можуть працювати, та їх міцності. Найпоширеніші - J, K, T та E. Наприклад, термопари типу J можна використовувати без покриття, яке називається оболонкою, хоча таке рекомендується для продовження терміну їх служби. Термопари типу J можуть функціонувати в середовищах, де недостатньо вільного кисню, і можуть вимірювати до 760 градусів Цельсія.
Використовує
Термопари - найпопулярніший тип датчиків температури. Вони використовуються як лікарняні термометри, а також при діагностичному тестуванні двигунів автомобілів. Деякі газові прилади, такі як котли, водонагрівачі та духовки, використовують їх як засоби безпеки; якщо контрольний індикатор не згас, термопара зупиняє роботу газового клапана. Вони також використовуються як допоміжний засіб при пастеризації молока та як харчові термометри. У промисловості вони цінні як зонди та датчики.