Типове термодвойки: J, K, T, E, N, R, S и B е бърза справка за избора на подходящия сензор за даден температурен диапазон, атмосфера и целева точност. Термодвойките са най-разпространените контактни температурни сензори в индустриалните съоръжения: евтини, здрави, самозахранващи се, обхващащи от криогенни линии до пещни пространства над 1700°C. Изборът на грешен тип или пренебрегването на компенсацията за студена връзка е рутинен източник на неточни показания, което се приписва на „дрейф на сензора“, когато истинската грешка е в спецификацията.
Термодвойката е две различни метални жилa, слети на „горещата“ връзка. Температурната разлика между тази връзка и отворените референтни краища генерира малко напрежение, обикновено десетки микроволти на градус Целзий. Това е ефектът на Зеебек, открит през 1821 г.: измереното електродвижещо напрежение (ЕДН) е разликата между коефициентите на Зеебек на двата метала. Термодвойката не измерва температурата директно; тя измерва напрежение, което е таблична функция на температурната разлика на връзката, формирано от съчетанието на сплавите и материала на обвивката.
Буквените обозначения (J, K, T, E, N, R, S, B) са стандартизирани двойки сплави с публикувани таблици за напрежение, така че термодвойка тип K от всеки производител се държи по един и същи начин. Типовете от базови метали (J, K, T, E, N) доминират в промишлената употреба; типовете от благородни метали (R, S, B) са подходящи за високи температури и висока точност.
| Тип | Двойка сплави | Типичен обхват | Толеранс клас 1 |
|---|---|---|---|
| T | Мед / Константан | -250 до 350°C | ±0.5°C или ±0.4% |
| J | Желязо / Константан | -40 до 750°C | ±1.5°C или ±0.4% |
| E | Chromel / Константан | -200 до 900°C | ±1.5°C или ±0.4% |
| K | Chromel / Alumel | -200 до 1260°C | ±1.5°C или ±0.4% |
| N | Nicrosil / Nisil | -200 до 1300°C | ±1.5°C или ±0.4% |
| R | Pt-13%Rh / Pt | 0 до 1600°C | ±1.0°C или ±[1+0.003(t-1100)]°C |
| S | Pt-10%Rh / Pt | 0 до 1600°C | ±1.0°C или ±[1+0.003(t-1100)]°C |
| B | Pt-30%Rh / Pt-6%Rh | 0 до 1700°C | Само клас 2, ±1.5°C или ±0.25% (600 до 1700°C) |
Напрежението на термодвойката зависи от разликата между температурите на горещата и референтната връзка, а не от абсолютната стойност на горещата връзка. Исторически това се решаваше с ледена баня при 0°C. Съвременните предаватели вместо това измерват температурата на клемната кутия, обикновено с термистор или RTD, и електронно добавят корекционно напрежение — техника, наречена компенсация на студената връзка (CJC). Клемна кутия близо до горещ шкаф или на пряка слънчева светлина изменя този референт и всяко последващо показание е погрешно с една и съща стойност.
IEC 60584-1 дефинира класовете толеранс, упоменати в таблицата по-горе. Клас 1 е най-строгият стандартен толеранс, обикновено постижим само в ограничен диапазон; Клас 2 е по-широк и покрива целия номинален обхват за повечето типове; Клас 3 съществува за по-малък набор от типове при ниски температури. Указването на клас не е опция: то определя дали инсталацията може да разчете вариацията на процеса, която трябва да контролира. Спиране на пещ при зададени ±5°C е безсмислено, ако толерансната лента на сензора е ±2.5°C или повече.
Термодвойките печелят по обхват (от криогенни до над 1700°C), здравина и бърза реакция. Те губят по отношение на абсолютна точност и стабилност в сравнение с добре специфицирана RTD Pt100, а милливолтовият сигнал е по-податлив на шум при дълги трасета, затова инсталациите често ги съчетават с предавател, който конвертира в токов контур 4–20 mA. Изберете RTD под приблизително 500°C, когато точността е най-важна; изберете термодвойка там, където обхватът надвишава ограниченията на RTD или времето за отговор е критично. При въртящи се машини, входовете от лагери и намотки често се подават към логика за защита по API 670, където типът сензор и излишността са част от философията на защитата.
Три практики са причина за повечето полеви грешки: съчетаване с удължителен клас проводник до клемната кутия, държане на термодвойковия кабел отделен от кабелите на честотни преобразуватели (VFD) или кабели с висок ток, и проверка на дълбочината на вмъкване, така че върхът да стои в потока на процеса, а не в граничния слой до стената. Логването на тип сензор, клас толеранс и история на прекалибриране към актива в CMMS като Fabrico превръща сензорите в проследим актив: екипът може да види дали замяната е необходима и какъв толеранс е бил предположен при алармената стойност. Екипите, които преглеждат записите си, могат да заявит демонстрация на Fabrico, за да видят как историята на калибрирането се интегрира с планирането на работни поръчки.
Тип T предлага най-добра точност при ниски до умерени температури. За точност при високи температури тип S исторически служи като лабораторен референтен стандарт, с тип R сравним при индустриална употреба.
Не. Медният проводник въвежда допълнителни спойки с некоригирани електродвижещи напрежения. Удължителният или компенсиращ кабел трябва да е съвместим с типа термодвойка и да се простира от сензора до референтната точка на студената връзка.
Тип K е склонен към дрейф в резултат на редукционно подреждане в областта 300–500°C и към „зелена корозия“ в редуциращи или серни атмосфери. Тип N е устойчив на и двете и е разумно надграждане, ако дрейфът се повтаря.
Да. За разлика от RTD, термодвойките могат да дрейфят поради замърсяване на сплавите и промени в зърнената структура при температури, а не само поради електрически повреди, затова периодичната проверка спрямо референтен стандарт е добра практика за критични контури.
Вход
Блог
