Thermokoppels zijn veel voorkomende typen temperatuursensoren in de industrie. Ze zijn robuust, reageren snel en kunnen hoge temperaturen meten. Het thermokoppel is een sensor die, in tegenstelling tot bijvoorbeeld de infraroodthermometer, in contact komt met de te meten omgeving. De thermokoppel-temperatuursensor kan worden ondergedompeld in een medium dat vloeibaar of gasvormig kan zijn en worden aangesloten op een recorder. Om de thermische meetmethode van het thermokoppel te begrijpen, moet je eerst naar de samenstelling ervan kijken. We zullen dan zien hoe de temperatuur wordt afgeleid uit de meting van een elektrische stroom. Bepaalde praktijken zijn absoluut noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de temperatuurmeting van het thermokoppel nauwkeurig is.
De thermokoppelsonde maakt gebruik van elektromotorische kracht
De thermokoppel temperatuursensor bevat twee draden van geleidende metalen of metaallegeringen. Deze draden zijn aan één uiteinde verbonden, op dit kruispunt wordt de temperatuur gemeten. Het wordt over het algemeen heetlassen genoemd. Het andere uiteinde is verbonden met de temperatuurmeetbox via een zogenoemde soldeer- of koudeverbinding.
Wanneer de hete las een temperatuurverandering heeft, er ontstaat een zwakke elektrische stroom. Deze elektromotorische kracht (of emf) is evenredig met de temperatuur in graden Celsius van het meetpunt. We gebruiken conversietabellen voor thermokoppels om een op te richten overeenstemming tussen de gemeten stroom en de temperatuur.
Hoe kies je de materialen waaruit een thermokoppelsonde bestaat?
Het temperatuurmeetbereik thermokoppelsensoren variëren afhankelijk van de metalen die voor hun vervaardiging worden gebruikt. Dit verschil hangt af van de geleidbaarheid van de legeringen waaruit de draden van het koppel bestaan. Deze combinaties van twee soorten legeringen worden geclassificeerd volgens wat wij de soorten thermokoppels noemen.
Verbindingskabels bevinden zich doorgaans tussen de thermokoppeldraden en de meetapparatuur, zonder de resultaten te vertekenen. Dit is mogelijk dankzij de wet van tussenmetalen. Volgens dit principe zal de bestaande elektromotorische kracht, zelfs als een derde homogene geleider een circuit integreert, geen enkele wijziging ondergaan.
Hoe kan ik de nauwkeurigheid van de temperatuurmeting van thermokoppels garanderen?
Om een thermokoppel correct te gebruiken, moet je op twee essentiële elementen letten. Als de hete overgang het deel van de sonde is dat het belangrijkst lijkt voor de temperatuurmeting, moet u weten dat het principe vooral werkt dankzij het verschil tussen de meetbare spanningen aan de twee uiteinden van de draden. Het is daarom noodzakelijk om een zogenaamde koude-junctie-compensatie uit te voeren. Het is ook noodzakelijk de betrouwbaarheid van het meetsysteem te garanderen door kalibratie uit te voeren in verschillende stadia van de levensduur van de temperatuursonde.
Compensatie van koude verbindingen
De gemeten elektrische stroom is feitelijk het gevolg van het temperatuurverschil tussen de warme en de koude overgang. Er zijn verschillende methoden om de koude kruising te compenseren. Het meest betrouwbaar is dat wat bestaat uit houd de koude las op een temperatuur van 0°C door het in een ijswaterbad te plaatsen. Hoewel deze methode eenvoudig toepasbaar is in een laboratorium, is deze niet erg geschikt voor een industriële omgeving.
Een tweede methode is om plaats de koude las in een kalibratieoven, die het soldeer op een bekende temperatuur houdt met behulp van een thermostaat. Het is ook mogelijk om laat de koude verbinding op kamertemperatuur staan en meet de temperatuur op dit kruispunt. Wanneer u een van deze laatste twee methoden kiest, moet u dit doen voer een differentiaalberekening uit om de temperatuur van de hete overgang af te leiden. In feite gaan de conversietabellen uit van een temperatuur van 0°C. De resulterende spanningsmeting wordt vervolgens omgezet naar graden Celsius op basis van de temperatuur thermokoppel type waar het om gaat. Er zijn meetinstrumenten die de compensatieberekening direct kunnen uitvoeren op basis van aanpasbare parameters.
Kalibreer de thermokoppelsonde
Het thermokoppel wordt vlak na de vervaardiging gekalibreerd, voordat het op de markt wordt gebracht. Er is nog een kalibratie elke keer dat hij van opdracht verandert. Het wordt ook aanbevolen om een thermokoppelsonde te kalibreren zodra een storing wordt vermoed.
Twee voornaamste kalibratiemethoden voor een thermokoppelsensor bestaan. Wanneer we uitvoeren kalibratie door vergelijkingwordt de temperatuurmeting van het thermokoppel vergeleken met die van een andere thermische meetsonde. De fixed point-techniek bestaat uit het blootstellen van de thermokoppelsonde aan een precieze temperatuur. Dit is 0,01°C, de temperatuur die wordt verkregen als water in drie vormen in gelijke delen bestaat.
Thermische metingen in de industrie
Ongeacht de activiteitssector vereisen veel industriële processen het gebruik van een detector om de temperatuur te meten. Het thermokoppel is een van de meest gebruikte apparaten. De reactietijd is kort, goedkoop en hij kan hoge temperaturen meten. Thermistorsensoren zijn ook zeer aanwezig in de sector. Dit type sonde meet de temperatuur op basis van veranderingen in de weerstand van materialen. Eindelijk, gas- of vloeistofexpansiethermometers (olie of glycerine) bieden grote precisie. Hun meetbereik is echter kleiner dan dat van een thermokoppel of weerstandssonde.
Ga verder over thermokoppels:
- Categorie thermokoppelsonde
- Wat zijn de verschillende soorten thermokoppels
- Kalibreren van een thermokoppel
- Reactietijden van thermokoppels per type
- Thermokoppelcurven per type
- Hoe een thermokoppel testen?
- Meetbereik thermokoppel
- Conversietabel voor thermokoppels
- Hoe werkt een thermokoppel?
- Thermokoppels
