Датчик_термопар_10_слайдов_принцип_работа_монтаж_и_подключение

1.

Датчики температуры на основе
термопар:
принцип работы, монтаж и
Устройство, применение, подключение и сравнение с
термопреобразователями сопротивления
Имя Фамилия

2.

Почему термопары остаются
востребованными в
Надёжное измерение температуры в экстремальных
Термопары — один из самых распространённых датчиков
температуры в промышленности. Они работают в диапазоне
от −200 до +1800 °C, выдерживают вибрации, агрессивные
среды и высокие давления. Именно поэтому их применяют
в металлургии, энергетике и химической отрасли, где другие
датчики быстро выходят из строя. В этой презентации мы
разберём принцип работы термопар, особенности монтажа
и подключения, а также сравним их с
термопреобразователями сопротивления.

3.

Физический принцип работы
термопары:
эффект Зеебека
ТермоЭДС возникает при нагреве спая двух разнородных металлов
В основе работы термопары лежит эффект Зеебека: если два разных металла
соединить в спай и нагреть его, на свободных концах возникает термоЭДС,
пропорциональная разности температур между спаем и холодными концами.
Например, для типа K (хромель-алюмель) коэффициент чувствительности ~41
мкВ/°C. Это позволяет измерять температуру в широком диапазоне от -200 до
+1300 °C. Важно, чтобы холодные концы находились при известной температуре
(обычно 0 °C или комнатной), иначе потребуется компенсация. ТермоЭДС зависит
только от материалов и разности температур, что обеспечивает высокую точность
и повторяемость.

4.

Основные типы термопар и их
1. Хромель-алюмелевая термопара ХА
2. Хромель-копелевая термопара ХК
Диапазон от -200 до +1300 °C, чувствительность около 41
мкВ/°C. Широко применяется в металлургии, печах и
Работает от -200 до +600 °C с высокой чувствительностью
примерно 76 мкВ/°C. Используется в низкотемпературных
процессах и лабораторных измерениях.
3. Платинородий-платиновая термопара ПП
4. Вольфрам-рениевая термопара ВР
Диапазон до +1600 °C, чувствительность около 10 мкВ/°C.
Эталон для высокоточных измерений при высоких
Измеряет до +2200 °C в вакууме или инертной среде.
Применяется в аэрокосмической отрасли и специальных

5.

Распределение применения термопар по
отраслям промышленности
Доли отраслей в общем объёме использования термопар

6.

Монтаж термопар: установка в
трубопроводах и резервуарах
Правильная установка — залог точности и долговечности измерений
Термопару устанавливают в месте с наибольшей
турбулентностью потока, избегая застойных зон и
близости к нагревательным элементам. Глубина
погружения должна составлять 8–10 диаметров
защитной гильзы, чтобы минимизировать теплосъём
через стенку. Для агрессивных сред и высоких
давлений применяют защитные гильзы из
нержавеющей стали или керамики. Обеспечивают
надёжный тепловой контакт спая со средой и
герметичность ввода.

7.

Сравнение термопар и ТСП
Таблица сравнивает термопары и ТСП по ключевым параметрам: диапазон, точность, чувствительность, стоимость и
Параметр
Термопара
ТСП (Pt100)
Комментарий
Диапазон температур
−200…+1372 °C
−200…+600 °C
Термопары для высоких температур
Точность
±1…2,5 °C
±0,1…0,5 °C
ТСП точнее в низком диапазоне
Чувствительность
10–60 мкВ/°C
0,385 Ом/°C
У ТСП выше линейность
Стоимость
Низкая/средняя
Средняя/высокая
Термопары дешевле в базе
Подключение
Простое, 2 провода
Сложнее, 3–4 провода
ТСП требует компенсации линии

8.

Схемы подключения термопар: двух-,
трех- и четырехпроводная
1. Двухпроводная схема: простота и ограничения
2. Компенсация сопротивления линий
Соединительные провода включены последовательно с
термопарой, их сопротивление суммируется с
сопротивлением термопары. Это вносит погрешность,
Трех- и четырехпроводные схемы позволяют исключить
влияние сопротивления проводов. В четырехпроводной
используется отдельная пара для питания и измерения,
3. Выбор схемы по требованиям точности
Для грубых измерений достаточно двухпроводной схемы.
При повышенных требованиях к точности и длинных
линиях применяют трех- или четырехпроводную.

9.

Практические рекомендации по выбору
и
эксплуатации термопар
Правильный выбор типа, защитной арматуры и условий монтажа
определяет точность и срок службы
При выборе термопары учитывайте: агрессивность среды (для кислот и щелочей —
защитные гильзы из нержавеющей стали или керамики), уровень вибраций
(применяйте вибростойкие модели с усиленной арматурой), требуемую точность
(стандартные ТХА/ТХК дают ±0,5–1%, для высокой точности — типы Т или S) и
долговременную стабильность (избегайте перегрева выше номинала, используйте
компенсационные провода). Для продления срока службы: устанавливайте
термопару в зоне с минимальными вибрациями, применяйте защитные чехлы,
регулярно проверяйте изоляцию и контакты, избегайте резких перепадов
температуры. Например, в печах с агрессивной атмосферой рекомендуются
термопары типа К в карбидокремниевых чехлах, а в пищевой промышленности —
с гигиеническими гильзами. Сравнение с ТСП: термопары дешевле, работают до 1

10.

Спасибо за внимание
Имя Фамилия