Mis on termopaar?

Sisu

• Seebecki efekt
• Termopaari funktsioon
• Termopaaride tüübid
• Rakendused
• Termopaari kasutamise seadused

Termopaar on seade, mida kasutatakse soojuse muundamiseks elektrienergiaks. See mõõdab temperatuuri erinevust kahe punkti vahel. Termopaarid on nende laialdase kättesaadavuse ja väga madalate kulude tõttu kõige sagedamini kasutatavad temperatuuriandurid. Kahjuks pole need siiski kõige täpsemad temperatuurilugejad.

Seebecki efekt

Seebecki efekt mängib termopaari funktsioonis võtmerolli. Selles öeldakse, et temperatuuri erinevus kahe metalli pooljuhi vahel loob elektrit. Kui need pooljuhid moodustavad silmuse, toimub elektrivool. Termopaarid sõltuvad temperatuuri mõõtmisel sellest efektist. Kui kahe pooljuhi vahelise temperatuurigradiendi vahele pannakse termopaar, muutub see Seebecki efekti loodud vooluringi osaks. See võimaldab tal mõõta pinget ja teisendada see pinge loetavaks temperatuurigradiendiks sõltuvalt kasutatava metalli tüübist.

Termopaari funktsioon

Kui termopaar mõõdab temperatuurigradienti, mõõdab see kahe pooljuhi temperatuuri erinevust. See tähendab, et multimeetriga tuleb ühendada termopaar, mis võimaldab selle kasutajal lugeda kahe kaasatud pooljuhi pinget. Temperatuuri erinevus ja pinge on otseselt seotud. Seega, kui on võimalik lugeda vooluringist läbivat pinget, saab arvutada kahe pooljuhi temperatuuri erinevuse. See temperatuurierinevus saadakse pinge mõõtmise teel; pinge jaoks vastab otseselt temperatuuride erinevusele termopaaride pooljuhtide kahe ristmiku vahel.

Termopaaride tüübid

Termopaare on palju liike, kõik varieeruvad anduris kasutatava metallisulami järgi. Kõige tavalisemad K-tüüpi termopaarid (kroom-alumiinium) on väga odavad ja neil on lai temperatuurivahemik, mida nad saavad mõõta. Seda tüüpi odavus näitab aga asjaolu, et see pole eriti täpne ja võib tundlikkuses muutuda temperatuuril üle 354 kraadi, mis on kromeli koostisosa nikli Curie-punkt. E-tüüpi termopaarid (kromokonstantiin) on kõrgema tundlikkusega kui tüüp K ja pole magnetilised. Termopaare on palju muud tüüpi ja täieliku nimekirja leiate jaotisest Ressursid.

Rakendused

Termopaare kasutatakse terase tootmisel terase temperatuuri mõõtmiseks, et määrata terase süsinikusisaldus selle sulamistemperatuuri põhjal. Neid kasutatakse ka piloottuledes. Selle rakenduse jaoks on vaja, et termopaari andur oleks leegis, et teada saada, kas leek on sisse lülitatud. Kui leek on sisse lülitatud, tekib termopaaris vool ja see loeb leegi tekitatavat soojust. Kui leek on välja lülitatud, saavad elektroonilised andurid teada gaasi võimaliku lekke vältimiseks gaasi välja lülitada.

Termopaari kasutamise seadused

Termopaarid vastavad töötamisel kolmele seadusele. Esiteks öeldakse homogeensete materjalide seaduses, et temperatuurid, mida ei rakendata termopaari ristmikel, ei mõjuta tekitatavat pinget, kuna need ei loo enam temperatuurigradienti. Teiseks on vahematerjalide seaduses kirjas, et vooluringisse süstitud uued materjalid ei muuda pinget seni, kuni uue materjali moodustatud ristmikel puudub temperatuurigradient. Järjestikuste temperatuuride seadus sätestab, et kolme või enama ristmiku vahelised pinged saab liita.