Термопари (термоелектричні датчики) — це датчики температури, що складаються з двох дротів, виготовлених із різних металів, з'єднаних між собою на одному кінці, утворюючи вимірювальний з'єднання. Вільні кінці термопари вимірюють напругу, яка виникає, коли з'єднання нагрівається або охолоджується. Вона пропорційна різниці температур вимірювального з'єднання та вільних кінців – затискачів.
Термопари широко використовуються в багатьох галузях промисловості, оскільки вони міцні, відносно недорогі, мають точність, достатню для більшості застосувань, і не потребують зовнішнього живлення. Термоелектричні датчики також цінуються за широкий діапазон вимірювання – залежно від використовуваних матеріалів термопара може вимірювати температуру від -200°C до +1250°C. Однак, з різних причин можуть виникати помилки вимірювання термопари.
Найпростіший спосіб перевірити, чи термопара працює належним чином, — це імітувати вимірювання за допомогою мілівольтного генератора, який підключається безпосередньо до вимірювального приладу. Введіть значення, вказані в діапазонах напруги, і порівняйте показання з відповідними температурами. Так ви найшвидше визначите, чи правильно обрано лінеаризацію або діапазон вимірювання.
Для проведення швидкого тесту ізолюйте шматок компенсаційного кабелю, скрутіть жили на одному кінці та підключіть індикаторний прилад. Скручені жили утворюють термопару, за допомогою якої, нагріваючи зварний шов, ви можете перевірити базову роботу приладу.
Якщо термопара не працює належним чином, перевірте найпоширеніші причини несправностей:
Проблема: Ми часто стикаємося з тим, що на датчику вибрано неправильний тип термопари. Цей тип помилки виникає через те, що існує багато різних типів цих датчиків, наприклад, термопари типу K, типу J або типу S для високих температур.
Ви повинні бути обережними, оскільки кожен з них має різний діапазон, точність та електричну потужність. Вибір неправильного типу термопари при налаштуванні датчика під час встановлення може призвести до помилкових вимірювань.
Рішення: Різні типи термоелектричних датчиків позначені відповідними кольорами. Перед налаштуванням перетворювача завжди перевіряйте колірний код на оболонці термопари.
Проблема: Найпоширенішою помилкою при підключенні термопари є порушення полярності підвідних проводів. У цьому випадку виміряна температура буде неправильною через різницю температур між двома кінцями проводів.
Такі помилки трапляються через інтуїтивне очікування, що червоний дріт буде позитивним. Однак червоний дріт у кабелях термопар зазвичай є негативним.
Рішення: Перевірте підключення термопари та, за необхідності, замініть провід термопари.
Пошкоджено термопару або кабель
Змінена полярність у вказівному приладі.
a) Поміняйте полярність з'єднувального дроту на з'єднувальній голівці (в результаті заміни проводів створюються дві додаткові термопари)
b) Неправильна лінія розширення
a) Неправильна лінеаризація у вказівному пристрої.
b) Неправильна лінія розширення
Неправильна температура точки порівняння
Температура точки порівняння нестабільна або не була виміряна.
Лінеаризація термопари L-типу в J-тип або навпаки.
a) Електромагнітна напруга створює перешкоди у вхідному кабелі
b) Через відсутність гальванічної розв'язки та недостатню ізоляцію з'явилася напруга перешкод, яка проникає, наприклад, через ізоляцію печі.
a) Електромагнітні перешкоди впливають на вхідний кабель
b) Гальванічна напруга, спричинена, наприклад, вологою ізоляцією, впливає на зрівняльний кабель
Пам’ятайте, що термопари вимірюють зміни поточної температури, а не абсолютну температуру. Тому пристрої, що знаходяться поблизу, такі як вентилятори, можуть спричиняти помилкові показання.
Рішення: Не тримайте поблизу зварного шва вентилятори або інші джерела охолодження чи нагрівання. Також переконайтеся, що з'єднання термопари ізольоване, оскільки це допомагає захистити його від екстремальних температур.
Проблема: Якщо термопара заземлена в декількох місцях, може виникнути негативне явище, яке називається «петлею заземлення». Воно полягає в тому, що струм протікає через термопару від одного заземлення до іншого, що призводить до утворення електромагнітних полів. Ці поля створюють перешкоди радіочастот, що, у свою чергу, впливає на точність вимірювання температури.
Рішення: Заземліть або перетворювач (приєднувальну головку), або контролер/реєстратор, але не обидва одночасно.
Проблема: Відсотковий склад сплавів металів, з яких виготовлені дроти термопари, може незначно відрізнятися залежно від партії. Певні похибки в точності термоелектричних датчиків, зумовлені виробничим процесом, є неминучими. Типова точність становить ±1–2 °C, що є достатнім для більшості промислових застосувань.
Рішення: Якщо ваше застосування вимагає надзвичайно високої точності, замовляйте термопари з дротами зі спеціальним лімітом. Вони виготовляються з найвищими допусками, щоб домішки були мінімальними, а стабільність пропорцій сплаву — максимальною.
Також зверніть увагу на те, щоб купувати термопари у перевірених постачальників. У JUMO ми дбаємо про контроль якості наших термоелектричних датчиків, щоб максимально обмежити виникнення проблем зі сплавом дроту.
Проблема: Як і будь-який пристрій або машина, термопара, що використовується протягом декількох років, зношується. Ці пристрої піддаються впливу екстремальних температур, тиску та інших сил, які неминуче призводять до їх старіння.
Рішення: Замініть зношену термопару на нову. Регулярне технічне обслуговування допомагає уповільнити процес старіння вимірювального обладнання.
Мене звуть Евеліна Шміт, і я вже кілька років займаюся контент-маркетингом, поєднуючи свої професійні навички з пристрастю до написання текстів. Я переконана, що навіть найбільш технічні теми можна подати цікаво і доступно для всіх. Поза роботою я реалізую свої творчі здібності, створюючи колажі з газетних вирізок. Вільний час люблю проводити активно, вигулюючи собаку або займаючись бігом.