RTD και θερμοστοιχείο

RTD και θερμοστοιχεία – Εισαγωγή στα θερμοστοιχεία:Επισκόπηση Το θερμοστοιχείο είναι ένας από τους πιο βασικούς διαθέσιμους αισθητήρες. Αποτελείται από δύο ανόμοια μεταλλικά σύρματα που συνδέονται κοντά στο σημείο μέτρησης.

RTD και θερμοστοιχείο 

Η ηλεκτρική αντίσταση των μετάλλων αυξάνεται καθώς αυξάνεται η θερμότητα και τα μέταλλα γίνονται θερμότερα, ενώ μειώνεται καθώς πέφτει η θερμότητα και τα μέταλλα γίνονται ψυχρότερα. Οι RTD είναι αισθητήρες θερμοκρασίας που ανιχνεύουν τις αλλαγές στην τοπική θερμοκρασία μετρώντας τις αλλαγές στην ηλεκτρική αντίσταση των μετάλλων. Τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται σε RTD πρέπει να έχουν ηλεκτρικές αντιστάσεις που είναι γνωστές στους ανθρώπους και καταγεγραμμένες για εύκολη αναφορά, προκειμένου οι μετρήσεις να είναι ερμηνεύσιμες. Ως αποτέλεσμα, ο χαλκός, το νικέλιο και η πλατίνα είναι όλα κοινά μέταλλα που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή Ε&ΤΑ.

Τα θερμοστοιχεία είναι αισθητήρες θερμοκρασίας που παράγουν μια τάση που μπορεί να διαβαστεί για τον προσδιορισμό της τοπικής θερμοκρασίας συνδυάζοντας δύο διαφορετικά μέταλλα στον αισθητήρα. Τα θερμοστοιχεία μπορούν να κατασκευαστούν από διάφορους συνδυασμούς μετάλλων για να παρέχουν διαφορετικές βαθμονομήσεις με ποικίλα εύρη θερμοκρασίας και χαρακτηριστικά αισθητήρα.

Οι ανιχνευτές θερμοκρασίας αντίστασης (RTD), κοινώς γνωστοί ως θερμόμετρα αντίστασης, είναι αισθητήρες θερμοκρασίας που έχουν μεγάλη επαναληψιμότητα και εναλλαξιμότητα των εξαρτημάτων. Το RTD αποτελείται από μεταλλικά εξαρτήματα των οποίων η αντίσταση αλλάζει ανάλογα με τη θερμοκρασία. Ένα μέτριο ρεύμα διέγερσης διέρχεται στο στοιχείο κατά τη λειτουργία και η τάση, η οποία είναι ανάλογη της αντίστασης, μετράται και μετατρέπεται σε μονάδες βαθμονόμησης θερμοκρασίας. Το στοιχείο μέτρησης RTD γίνεται τυλίγοντας ένα σύρμα (στοιχεία τυλιγμένα με σύρμα) ή τοποθετώντας μια μεμβράνη (στοιχεία λεπτής μεμβράνης) σε έναν κεραμικό ή γυάλινο πυρήνα και στη συνέχεια σφραγίζοντας το μέσα σε μια κεραμική ή γυάλινη κάψουλα.

Το Pyromation παράγει ανιχνευτές θερμοκρασίας αντίστασης και θερμόμετρα για ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών εφαρμογών. Διαθέτουμε τον κατάλληλο τύπο RTD για το έργο σας, από RTD ενός ή διπλού στοιχείου, PT100s-PT1000, μέσω συνδυασμών Sanitary CIP. Εάν η συσκευή μέτρησης RTD που χρειάζεστε δεν περιλαμβάνεται στον κατάλογό μας, οι μηχανικοί των προϊόντων μας θα δημιουργήσουν μία για εσάς, συμπεριλαμβανομένων των συγκροτημάτων αισθητήρων θερμοκρασίας που απαιτούν κεφαλές σύνδεσης, θερμικά φρεάτια και/ή πομπούς.

Τύποι RTD

ΕΤΑ λεπτής μεμβράνης – Οι RTDs λεπτής μεμβράνης δημιουργούνται με την εναπόθεση ενός πολύ λεπτού στρώματος μετάλλου (συνήθως πλατίνας) σε ένα κεραμικό υπόστρωμα. Το μεταλλικό φιλμ χαράζεται ή κόβεται με λέιζερ σε ένα σχέδιο ηλεκτρικού κυκλώματος που δίνει την επιθυμητή αντίσταση. Στη συνέχεια συνδέονται τα καλώδια μολύβδου και δίνεται στο στοιχείο μια λεπτή προστατευτική γυάλινη επίστρωση.

Λόγω της στιβαρότητας, της αξιοπιστίας και του χαμηλού κόστους, αυτή η μορφή ΕΤΑ είναι πολύ δημοφιλής. Τα στοιχεία λεπτής μεμβράνης είναι πιο ανθεκτικά σε κραδασμούς και κραδασμούς από άλλες μορφές RTD. Λόγω της επίπεδης μορφής τους, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών βιομηχανικού ελέγχου και οργάνων. Υπάρχουν επιπλέον επιλογές για αντίσταση, ανοχή, μέγεθος και σχήμα.

Σύρματα RTD – Οι RTDs λεπτής μεμβράνης δημιουργούνται με την εναπόθεση ενός πολύ λεπτού στρώματος μετάλλου (συνήθως πλατίνας) σε ένα κεραμικό υπόστρωμα. Το μεταλλικό φιλμ χαράζεται ή κόβεται με λέιζερ σε ένα σχέδιο ηλεκτρικού κυκλώματος που δίνει την επιθυμητή αντίσταση. Στη συνέχεια συνδέονται τα καλώδια μολύβδου και δίνεται στο στοιχείο μια λεπτή προστατευτική γυάλινη επίστρωση.

Λόγω της στιβαρότητας, της αξιοπιστίας και του χαμηλού κόστους, αυτή η μορφή ΕΤΑ είναι πολύ δημοφιλής. Τα στοιχεία λεπτής μεμβράνης είναι πιο ανθεκτικά σε κραδασμούς και κραδασμούς από άλλες μορφές RTD. Λόγω της επίπεδης μορφής τους, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών βιομηχανικού ελέγχου και οργάνων. Υπάρχουν επιπλέον επιλογές για αντίσταση, ανοχή, μέγεθος και σχήμα.

Τύποι θερμοστοιχείων και οι εφαρμογές τους

Η μέτρηση του χάλυβα κατά τη μηχανική κατεργασία είναι μία από τις εφαρμογές θερμοστοιχείων. Λόγω του μεγάλου εύρους θερμοκρασιών τους, τα θερμοστοιχεία τύπου B, K, R και S είναι ιδανικά για αυτήν την εφαρμογή. Αυτό επιτρέπει στον κατασκευαστή να προσδιορίσει πότε το λιωμένο υλικό έχει φτάσει στην επιθυμητή θερμοκρασία. Τα θερμοστοιχεία λειτουργούν καλά και σε συσκευές θέρμανσης. Εάν οι συσκευές που τροφοδοτούνται με αέριο αντλούνται σε κορεσμό, μπορεί να ζεσταθούν επικίνδυνα, με αποτέλεσμα επικίνδυνες συνθήκες όταν το αέριο βρίσκεται υπό πίεση και υπάρχουν υψηλές θερμοκρασίες. Όταν οι συνθήκες γίνονται πτητικές, τα θερμοστοιχεία μπορούν να διαβάσουν τις θερμοκρασίες και να ενεργοποιήσουν τις βαλβίδες διακοπής αερίου.

Τα ζεύγη θερμοστοιχείων χωρίζονται σε τέσσερις κατηγορίες, η καθεμία με τη δική της επικεφαλίδα με κεφαλαία γράμματα. Η κατηγορία homebody, η ανώτερη κατηγορία κρούστας, η κατηγορία rarified και η τάξη εξωτικών είναι οι τέσσερις κατηγορίες. Η κατώτερη κατηγορία κρούστας αντιπροσωπεύει όλους τους συνδυασμούς πλατίνας, ενώ η ανώτερη κατηγορία κρούστας αντιπροσωπεύει "τυποποιημένα" ή ευρέως χρησιμοποιούμενα μέταλλα. Τα πυρίμαχα μέταλλα αποτελούν την κατηγορία των αραιωμένων μετάλλων, ενώ η κατηγορία των εξωτικών είναι πολύ πιο εξειδικευμένη, που αποτελείται από συγκεκριμένους συνδυασμούς σπάνιων μετάλλων που χρησιμοποιούνται για συγκεκριμένες χρήσεις.

Διάγραμμα καλωδίωσης θερμοστοιχείου RTD 

Γιατί να χρησιμοποιήσετε ένα θερμοστοιχείο

Ίσως να συζητάτε εάν πρέπει να χρησιμοποιείται ή όχι ένα θερμοστοιχείο για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Όταν χρησιμοποιείτε ένα θερμοστοιχείο, θα επωφεληθείτε από διάφορους παράγοντες. Ακολουθούν μερικά παραδείγματα.

1. Ταχύτητα – Όλοι απολαμβάνουν τη χρήση μιας συσκευής που λειτουργεί γρήγορα. Εξοικονομεί χρόνο και ενέργεια που διαφορετικά θα ξοδευόταν σε πιο αργό. Το μέγεθος και η μάζα ενός θερμοστοιχείου συνήθως υπαγορεύουν την ταχύτητά του. Οι μετρήσεις θερμοκρασίας θα είναι πιο αργές εάν η εφαρμογή είναι μεγάλη. Τα θερμοστοιχεία έχουν μεγαλύτερα θερμίστορ στις περισσότερες περιπτώσεις, ωστόσο λόγω της προόδου της τεχνολογίας, μπορεί τώρα να γίνουν μικρότερα για να ταιριάζουν. Τα καλώδια θερμοστοιχείου συνδέονται με μια χάντρα άνθρακα και επικαλύπτονται με γυαλί. Στη λειτουργία ενός θερμοστοιχείου, τόσο τα ψυχρά σημεία σύνδεσης όσο και τα θερμά σημεία σύνδεσης είναι κρίσιμα. Επιλέξτε ένα θερμοστοιχείο μικρού μεγέθους ή ένα με μικρό θερμίστορ, εάν θέλετε το θερμοστοιχείο σας να είναι γρήγορο και αποτελεσματικό.
2. Ακρίβεια – Η ακρίβεια ενός θερμοστοιχείου καθορίζεται από τα υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή του. Οι κατασκευαστές μπορούν να αυξήσουν την ακρίβεια συνδέοντας μόνιμα το συγκρότημα αισθητήρα θερμοστοιχείου στο ηλεκτρονικό κύκλωμα, εάν χρησιμοποιούν καλώδια χαμηλής ποιότητας.
3. Κόστος – Σε σύγκριση με τους περισσότερους επιστημονικούς ανιχνευτές, τα θερμοστοιχεία γενικά πιστεύεται ότι είναι πολύ οικονομικά. Φυσικά, το κόστος ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο της συσκευής. Τα θερμοστοιχεία, από την άλλη πλευρά, είναι πιο ακριβά από τα θερμίστορ. Αυτό οφείλεται στο ότι τα υλικά ανίχνευσης των θερμοζευγών είναι πιο στιβαρά και πιο ποιοτικά. Όταν ένας κατασκευαστής χρησιμοποιεί υλικά χαμηλής ποιότητας αντί για υψηλής ποιότητας, η απόδοση και η ακρίβεια του θερμοστοιχείου υποφέρουν. Οι πολυάριθμες ποικιλίες θερμοστοιχείων θα σας πουν ποιο είναι το καλύτερο για εσάς.

Συμπέρασμα 

Η ηλεκτρική αντίσταση των μετάλλων αυξάνεται καθώς αυξάνεται η θερμότητα και τα μέταλλα γίνονται πιο ζεστά, ενώ μειώνεται καθώς πέφτει η θερμότητα και τα μέταλλα γίνονται πιο ψυχρά. Ίσως να συζητάτε αν πρέπει να χρησιμοποιείται ή όχι ένα θερμοστοιχείο για τη μέτρηση της θερμοκρασίας.