4 наиболее часто используемых типа температурных датчиков

15 мая, 2024

Температура оказывает огромное влияние на все природные элементы и процессы - от прорастания пшеничного зерна до резкого таяния антарктических ледников. Не менее важную роль температура играет и в нашей повседневной жизни. Это очень хорошо отражается в тепловых ощущениях тела и уровне комфорта окружающей среды. Для точного определения температуры жидкого, твердого или газообразного вещества существуют разнообразные температурные датчики, позволяющие измерять и контролировать температуру. Разумеется, каждый из них использует различные технологии и принципы для проведения максимально точных измерений. Однако они могут выходить из строя или даже отказывать по разным причинам, таким как коррозия, вибрация, калибровка или другие ошибки. В этой статье вы узнаете, как 4 наиболее широко используемых типа температурных датчиков могут предотвратить распространенные проблемы.

Оглавление:

Где используются датчики температуры?
Термисторы (NTC)
Резистивные температурные детекторы (RTD)
Полупроводниковые датчики
Термопары
- 8 стандартизированных типов термопар
- Таблица термопар
Что нужно учитывать при выборе датчиков температуры?
Что нужно учитывать при выборе датчиков температуры?

Где используются датчики температуры?

В медицине Датчики температуры используются для различных целей практически во всех отраслях промышленности по всему миру. Их можно встретить как в повседневной жизни, так и в промышленности. По сути, датчики температуры обеспечивают входной сигнал в систему для определения приблизительной или точной температуры конкретного объекта или среды. Приведем лишь несколько примеров использования этих датчиков:

В медицине - производство лекарств, наблюдение за пациентами и другие процессы, связанные с медициной.
Наука - биологические и геологические исследования, лабораторные процессы и мониторинг биотехнологий.
Логистика - транспорт и складирование, холодильное оборудование и грузовые автомобили,
В промышленности - мониторинг различного оборудования и окружающей среды, например, при производстве бытовой техники.
Транспортные средства - измерение температуры воздуха, масла, выхлопных газов и двигателя.
Отопление, вентиляция и кондиционирование - коммерческие или бытовые системы отопления, вентиляции и кондиционирования.
Производство и хранение продуктов питания.
Нефтепереработка и химическая обработка.

Датчики температуры относительно просты и встречаются в оборудовании и устройствах различной степени сложности. Отклик и точность датчиков могут варьироваться от низких до экстремально высоких температур. Для того чтобы специалисты по обслуживанию систем могли грамотно выбирать различные технические решения в зависимости от характеристик системы и типа применения, необходимо понимать, на что делятся датчики температуры. Их можно сгруппировать следующим образом: термисторы; резистивные датчики температуры (RTD); термопары; полупроводниковые датчики. В следующих главах мы дадим более подробное представление о каждом из этих типов.

Термисторы (NTC)

Термисторы (NTC) от Pixsys Термисторы, или терморезисторы, могут быть очень маленькими по размеру. В основном они состоят из чувствительного элемента, который может быть покрыт эпоксидной смолой или стеклом. Обычно они имеют 2 провода, предназначенные для подключения к электрической цепи. Они определяют температуру по изменению электрического сопротивления. Термисторы могут быть как NTC, так и PTC. Их стоимость чаще всего невысока. PTC-термисторы встречаются редко, так как изготавливаются из специальных материалов, которые могут использоваться при высоких перепадах температур. Наиболее эффективный рабочий диапазон составляет от -50 до 250 °C для стеклянных термисторов или 150 °C для обычных термисторов.

Резистивные температурные детекторы (RTD)

Резистивные температурные детекторы (RTD) от Pixsys Терморезисторы также известны как резистивные датчики температуры (RTD) и работают аналогично термисторам. Температура измеряется с помощью омного сопротивления. Как и термисторы, резистивные датчики температуры подключаются к цепи, но имеют гораздо более широкий температурный диапазон. Они также могут измерять экстремальные температуры.

Приборы RTD состоят из пластиковой или металлической проволоки, если требуется большая точность. Проволока обернута вокруг керамического или стеклянного сердечника. Самые точные ТДС изготавливаются из платины, в то время как некоторые из самых дешевых - из меди или никеля. ТДС из платины обеспечивают очень точный линейный выход в диапазоне от -200 до 600 °C и, конечно, стоят гораздо дороже.

Полупроводниковые датчики

Эти полупроводниковые датчики чаще всего используются в интегральных схемах (ИС). С помощью двух одинаковых диодов с термочувствительной характеристикой напряжения и тока отслеживаются изменения температуры. Они обеспечивают линейный отклик, но следует признать, что у них самая низкая точность среди основных типов датчиков. Напротив, эти температурные датчики также имеют самый медленный отклик в самом узком диапазоне температур. Диапазон температур от -70 °C до 150 °C.

Термопары

Термопары от Pixsys Термопара - это датчик для измерения температуры. Все очень просто - два провода из разных металлов соединяются или спаиваются в точке, называемой термопереходом. Чтобы измерить температуру с помощью термопары, эта точка термоперехода должна быть прикреплена к поверхности, на которой измеряется температура. Изменение температуры генерирует напряжение, которое используется в качестве ссылки на температурный стол, который в конечном итоге выдает фиксированную температуру. Термопары широко используются в различных отраслях промышленности, а также в научных проектах.

Наиболее популярные области применения термопар - промышленный сектор, сталелитейные заводы, энергетика, фармацевтика, биотехнологии, производство цемента и переработка нефти и газа.

Термопары имеют большой температурный диапазон, например от -200 до 1750 °C, и относительно низкую стоимость, что делает их популярным выбором во многих отраслях промышленности. Два разных металла или сплава образуют различные типы термопар. Каждая комбинация имеет свои свойства и области применения.

8 стандартизированных типов термопар

Термопара типа B: Термопара типа B состоит из комбинации платиново-родиевой (6% родия) и платиново-родиевой (30%) проволок. Именно из-за высокого содержания платины эту термопару также называют термопарой из драгоценных металлов. Благодаря высокой температурной стабильности и измерительным возможностям она используется в отраслях с высокотемпературными процессами, например, в производстве стекла.
Термопара типа E: Термопара типа E представляет собой комбинацию хромовой (90% никеля и 10% хрома) и константановой (55% меди и 45% никеля) проволок. Диапазон измеряемых температур этой пары составляет от 0 до 800 °C. Этот тип термопар не предназначен для серосодержащих сред и используется в основном на электростанциях.
Термопара типа J: Термопара типа J изготовлена из железной и константановой (55% меди и 45% никеля) проволок, которые образуют температурный диапазон от 0 до 750 °C. Из-за низкого температурного диапазона срок службы этой термопары при высоких температурах снижен. Термопары типа J хорошо подходят для использования в вакууме и инертных средах.
Термопара типа K: Термопара типа K образуется путем соединения проволок из хромеля (90% никеля и 10% хрома) и алюмеля (95% никеля, 2% алюминия, 2% марганца и 1% кремния). Его температурный диапазон составляет от 0 до 1100 °C. Для этого типа термопар лучше всего подходят нейтральные или окислительные среды. Термопары типа K являются одними из самых распространенных в промышленности.
Термопара типа N: Термопара N-типа изготавливается из никросиловых и низиловых проволок, которые образуют температурный диапазон от 0 до 1100 °C. В отличие от термопар K-типа, термопары N-типа обладают высокой устойчивостью к деградации из-за гистерезиса. Они широко используются в нефтеперерабатывающей промышленности.
Термопара типа R: Термопара типа R представляет собой комбинацию платино-родиевой (13%) и платиновой проволок. Эта термопара имеет широкий температурный диапазон от 0 до 1600 °C. Она дороже термопары типа S из-за более высокого содержания родия. Она обладает более высокой точностью и хорошо подходит для сероулавливающих установок.
Термопара типа S: Термопара S-типа очень похожа на термопару R-типа. Она изготовлена из платино-родиевой (10 %) и платиновой проволоки, обеспечивающей температурный диапазон от 0 до 1600 °C. Термопара S-типа используется в процессах с очень высокими температурами и встречается во многих отраслях промышленности.
Термопара типа T: Термопара типа Т изготовлена из медной и константановой (55% меди и 45% никеля) проволоки. Низкий температурный диапазон от -185 до 300°C делает эту термопару идеальной для работы в вакууме и инертных средах. Она часто встречается в пищевой промышленности и криогенной технике.

Таблица термопар

Тип термопары	Диапазон t° для краткосрочного использования	Диапазон температур длительного использования
Тип B (+) Платина - Родий (30%) (–) Платина - Родий (6%)	0 – 1820 °C	200 – 1700 °C
Тип E (+) Хромель (Ni-Cr) (–) Купроникель (Cu-Ni)	-40 – 900 °C	0 – 800 °C
Тип J (+) Железо (–) Купроникель (Cu-Ni)	-180 – 800 °C	0 – 750 °C
Тип K (+) Хромель (Ni- Cr) (–) Алюмели (Ni-Al)	-180 – 1300 °C	0 – 1100 °C
Тип N (+) Никросилс (Ni-Cr-Si) (–) Nisils (Ni-Si-Mg)	-270 – 1300 °C	0 – 1100 °C
Тип R (+) Платина (–) Платина - Родий (13%)	-50 – 1700 °C	0 – 1600 °C
Тип S (+) Платина (–) Платина - Родий (10%)	-50 – 1750 °C	0 – 1600 °C
Тип T (+) Медь (–) Купроникель (Cu-Ni)	-250 – 400 °C	-185 – 300 °C

Что нужно учитывать при выборе датчиков температуры?

При выборе датчиков температуры мы рекомендуем вам обратить внимание на следующие аспекты:

Диапазон температур - многие датчики температуры могут обеспечивать различные типы и диапазоны измерений, но не все диапазоны будут одинаково точными. Перед покупкой конкретного датчика температуры мы рекомендуем проверить его диапазон и сопоставить его с потребностями вашего проекта.

Точность и стабильность - вероятно, вам также необходима определенная степень точности и стабильности. Необходимо учитывать следующие аспекты, так как, например, термопары имеют более высокую вариацию долгосрочной стабильности, чем ТДС и термисторы. Термисторы NTC обычно имеют самую высокую точность, если они покрыты стеклом.

Размер рабочего места - иногда размер рабочего места также может быть фактором при выборе датчика температуры. Если пространство ограничено, то логично будет выбрать датчик меньшего размера.

Какие температурные датчики предлагает ZTF Lāsma?

Мы хотели бы подчеркнуть, что ZTF Lāsma предлагает широкий ассортимент датчиков температуры. Чаще всего используются термопары и термисторы, но есть также бесконтактные, цифровые, кварцевые и различные другие комбинированные датчики температуры.

Многие из датчиков производятся такими компаниями, как Nivelco, Pixsys, Czaki, Aplisens, Seneca и другими. Ознакомьтесь с полным ассортиментом наших датчиков температуры на сайте lasma.eu или свяжитесь с нами.

Посмотреть температурные датчики на складе можно здесь: