Термопара типа К

Термопара типа К – это широко используемый датчик температуры, отличающийся своей надежностью, доступностью и широким диапазоном измеряемых температур. Она идеально подходит для различных промышленных и научных применений, требующих точного и стабильного измерения температуры.

Что такое термопара типа К?

Термопара типа К, также известная как хромель-алюмель, состоит из двух разных металлов: хромеля (сплав никеля и хрома) и алюмеля (сплав никеля, алюминия и марганца). Эти два металла соединены на одном конце, образуя 'горячий' спай (измерительный спай), который подвергается воздействию измеряемой температуры. Другой конец, 'холодный' спай (опорный спай), обычно поддерживается при известной температуре (часто при 0°C) или компенсируется с использованием схемы компенсации холодного спая. Разница температур между горячим и холодным спаями создает термоэлектрический эффект (эффект Зеебека), генерирующий небольшое напряжение, которое можно измерить и преобразовать в значение температуры.

Принцип работы

Принцип работы термопары типа К основан на эффекте Зеебека. Когда два разнородных металла соединены в замкнутую цепь, и спаи находятся при разных температурах, в цепи возникает электродвижущая сила (ЭДС). Величина этой ЭДС пропорциональна разнице температур между спаями. Зная коэффициент пропорциональности (коэффициент Зеебека) для данной пары металлов, можно определить температуру горячего спая, измерив ЭДС.

Преимущества и недостатки термопары типа К

Термопары типа К обладают рядом преимуществ, делающих их популярным выбором для измерения температуры:

• Широкий диапазон температур: От -200°C до +1350°C (хотя рекомендуется использовать до +1100°C для продления срока службы).
• Низкая стоимость: Термопары типа К относительно недороги по сравнению с другими типами датчиков температуры.
• Простота использования: Они просты в подключении и использовании.
• Долговечность: Они достаточно прочные и могут выдерживать суровые условия эксплуатации.

Однако у термопар типа К есть и недостатки:

• Меньшая точность: По сравнению с другими датчиками, термопары типа К обладают меньшей точностью. Типичная погрешность составляет ±2.2°C или ±0.75% (выбирается большее значение).
• Нелинейность: Зависимость напряжения от температуры не является строго линейной, поэтому требуется компенсация.
• Чувствительность к помехам: Могут быть подвержены влиянию электромагнитных помех.
• Дрейф: Могут подвергаться дрейфу калибровки со временем, особенно при высоких температурах.

Области применения термопары типа К

Термопары типа К широко используются в различных отраслях промышленности и научных исследованиях, включая:

• Металлургия: Контроль температуры в печах и литейных цехах.
• Пищевая промышленность: Измерение температуры в печах, духовках и холодильных установках.
• Химическая промышленность: Контроль температуры в реакторах и других технологических процессах.
• Энергетика: Измерение температуры в котлах, турбинах и других энергетических установках.
• Производство пластмасс: Контроль температуры экструдеров и литьевых машин.
• Научные исследования: Различные лабораторные измерения температуры.

Типы термопар типа К

Термопары типа К доступны в различных конфигурациях, чтобы соответствовать различным требованиям применения:

• Проводные термопары: Простейшая форма, состоящая из двух проводов, соединенных вместе.
• Термопары в оболочке: Провода термопары заключены в металлическую оболочку для защиты от агрессивных сред.
• Поверхностные термопары: Разработаны для измерения температуры поверхности.
• Резьбовые термопары: Имеют резьбу для крепления к оборудованию.
• Высокотемпературные термопары: Специально разработаны для работы при очень высоких температурах.

Выбор термопары типа К: на что обратить внимание

При выборе термопары типа К необходимо учитывать следующие факторы:

• Диапазон температур: Убедитесь, что выбранная термопара покрывает необходимый диапазон температур.
• Точность: Определите требуемую точность измерения.
• Условия окружающей среды: Выберите термопару, устойчивую к условиям эксплуатации (температура, влажность, химические вещества).
• Размер и форма: Выберите термопару подходящего размера и формы для конкретного применения.
• Время отклика: Учитывайте необходимое время отклика термопары.
• Тип соединения: Выберите подходящий тип соединения (разъем, клеммная колодка и т. д.).

Подключение термопары типа К

Термопары типа К обычно подключаются к измерительным приборам, таким как мультиметры, контроллеры температуры или ПЛК. Важно соблюдать полярность при подключении: красный провод (хромель) обычно подключается к положительной клемме, а синий провод (алюмель) - к отрицательной. Неправильное подключение может привести к неверным показаниям температуры.

Калибровка термопары типа К

Рекомендуется периодически калибровать термопары типа К, чтобы обеспечить точность измерений. Калибровка может быть выполнена с использованием эталонного термометра или калибратора температуры. Важно отметить, что Shanghai Aolin Instrument Manufacturing Co., Ltd., доступная по адресу https://www.aolinjt.ru/, специализируется на производстве и поставке различных типов термопар, включая термопары типа К. Они также могут предложить услуги по калибровке.

Таблица температурных соответствий для термопары типа К (ЭДС в мВ)

Источник: Данные основаны на стандартах NIST ITS-90 для термопар типа K.

Заключение

Термопара типа К – это универсальный и надежный датчик температуры, подходящий для широкого спектра применений. Понимание принципов работы, преимуществ и недостатков термопары типа К, а также факторов, которые следует учитывать при выборе и подключении, поможет вам правильно выбрать и использовать этот датчик для ваших конкретных нужд.