Termopara to czujnik termoelektryczny do pomiarów temperatury. Składa się z dwóch zespawanych ze sobą metalowych przewodników prądu. W zależności od zastosowanych materiałów mają różne poziomy napięcia termoelektrycznego i nadają się do stosowania w różnych temperaturach.
Najczęściej stosowane typy termopar to K i J.
Działanie termopary opiera się na efekcie Seebacka. Polega on na tym, że gdy zamknięty obwód tworzony jest przez połączenie dwóch różnych metali w dwóch miejscach, a złącza te są utrzymywane w różnych temperaturach (jedno w miejscu pomiaru, inne w stałym miejscu temperatury odniesienia), to w obwodzie indukuje się siła elektromtoryczna.
Wielkość indukowanej siły elektromotorycznej jest różna dla różnych kombinacji metali i jest proporcjonalna do różnicy temperatur pomiędzy złączami.
Termopary typu K wykonane są z materiałów chromelowych i alumelowych i można je zaliczyć do czujników ogólnego przeznaczenia. Te czujniki termoelektryczne są popularne ze względu na szeroki zakres pomiaru temperatury i wysoki potencjał techniczny. Jednakże te termopary nie mają uniwersalnego zastosowania – odradzamy używanie ich w pomieszczeniach o dużej zawartości siarki w powietrzu, gdyż wpływa ona negatywnie na działanie obu elektrod czujnika.
Termopary typu K oparte są na stopie chromel-aluminium. Należą do najpopularniejszych czujników temperatury do szerokiej gamy zastosowań. Ich szeroki zakres pomiarowy wynosi od -200°C do +1350°C. W środowiskach nieutleniających się i obojętnych czujniki typu K stosowane są do temperatury 1260°C.
Dokładność tych czujników termoelektrycznych wynosi do 41 μV/°C.
mogą działać w trudnych warunkach środowiskowych i różnych atmosferach
możliwe do wykorzystania w różnych aplikacjach, ze względu na szeroki zakres temperatury
termopara NiCr-Ni wykazuje większa odporność na utleniania niż termopary "E" oraz "J" i dlatego jest lepsza do wysokich temperatur powyżej 500°C
przystępna cena
szybka reakcja
małe rozmiary
niezawodność
możliwość uzyskania dokładnych pomiarów temperatury
nie nadają się do atmosfery redukującej, ale wytrzymują opary metaliczne
szybsze starzenie się charakterystyki elektromotorycznej, w porównaniu do termopar z materiałów szlachetnych (B, R i S)
Czujnik termoelektryczny typu K zbudowany jest, jak każda termopara, zbudowana jest z dwóch drutów wykonanych z różnych materiałów. W typie K, jeden przewodnik składa się w 90% z niklu i 10% z chromu, a drugi z 95% niklu, 2% aluminium, 2% manganu i 1% krzemu.
Termopara typu J (Fe-CuNi), w porównaniu z typem K, ma mniejszą żywotność w wyższych temperaturach i mniejszy zakres temperatur. Typ K jest zazwyczaj trwalszy niż typ J, ponieważ drut JP szybko się utlenia, zwłaszcza w zakresie wysokich temperatur. W związku z tym, czujniki termoelektryczne typu J rekomendujemy do niższych temperatur do 0°C do 600°C. Mają one podobną cenę oraz są równie niezawodne i dokładne.
Właściwości tych czujników temperatury pozwalają na ich zastosowanie w wielu różnych środowiskach, takich jak woda, łagodne roztwory chemiczne, gazy czy też obszary suche.
Są one najczęściej używane do zastosowań w temperaturach powyżej 550°C do maksymalnego ciśnienia roboczego termopary. Typ K, ze względu na swoją względną odporność na promieniowanie, jest także powszechnie stosowany w aplikacjach jądrowych.