В областта на индустриалното измерване на температурата термодвойките с фиксиран фланец, монтирани на съединителна кутия и платинените съпротивителни термометри с двойна обвивка, монтирани на съединителна кутия, са два често срещани типа температурни сензори. Те имат значителни разлики в структурата, принципа на работа и сценариите на приложение. Тази статия ще обсъди подробно как да разграничат тези два сензора, помагайки на читателите да ги разберат и прилагат по-добре.
I. Структурни разлики
1. Структурни характеристики на термодвойки, монтирани на фиксиран фланец
Термодвойките на съединителната кутия, монтирани на фиксиран фланец, се състоят главно от термоелемент, изолационна обвивка, защитна обвивка, свързващо устройство с фиксиран фланец и съединителна кутия. Термоелементът е основният компонент на термодвойката, съставен от две метални нишки от различни материали (като никел-хром/никел-силиций, платина-родий/платина и др.), като техните краища са заварени заедно, за да образуват измервателния край. Изолационната обвивка обикновено е направена от керамичен материал (като корундова тръба, високо-алуминиева тръба), притежаващ устойчивост на висока температура и изолационни свойства, използван за изолиране на двата термоелемента и предотвратяване на късо съединение. Защитната обвивка е изработена от материали, избрани според условията на работа (като въглеродна стомана, неръждаема стомана, корунд, Hastelloy), като основната й функция е да предпазва термоелемента от корозия или удар от средата. Високата топлопроводимост не е необходима за защитната обвивка, тъй като горещият край на термодвойката контактува директно със средата, което води до бърза скорост на реакция. Фиксираното фланцово свързващо устройство се свързва към оборудването или тръбопровода чрез фланцова плоча, като гарантира, че позицията на сензора е фиксирана след монтажа и не може да бъде фино регулирана. Съединителната кутия се използва за свързване на термоелемента и компенсационните проводници и съдържа клеморед. Стабилността на температурата на студения преход (избягване на близост до източници на топлина) е ключово съображение, а степента на уплътнение обикновено е не по-ниска от IP65.
2. Структурни характеристики на платинени съпротивителни термометри, монтирани в двойна обвивка
Платинените съпротивителни термометри с двойна обвивка, монтирани в съединителна кутия, се състоят главно от чувствителен елемент, вътрешна защитна тръба, външна защитна тръба и съединителна кутия. Чувствителният елемент е компонентът за измерване на температурата в сърцевината на платинения съпротивителен термометър, обикновено изработен от навита платинена жица, изискващ достатъчен топлообмен със средата. Вътрешната защитна тръба е изработена от неръждаема стомана или сплав на базата на -никел, притежаваща висока топлопроводимост, тъй като трябва бързо да прехвърли температурата на средата към чувствителния елемент, намалявайки забавянето на реакцията. Външната защитна тръба осигурява допълнителен слой защита, предпазвайки вътрешната защитна тръба от механични повреди или химическа корозия. Дизайнът с двойна-тръба подобрява защитата на сензора и ефективността на преноса на топлина, което води до по-стабилни и надеждни измервания. Съединителната кутия се използва за свързване на температурния чувствителен елемент и сигналните проводници и съдържа вграден-клемен блок, който поддържа три-проводни или четири-проводни връзки (за компенсиране на грешките в съпротивлението на проводника), елиминирайки необходимостта от компенсация на студения кръстовище и изисквайки само влагоустойчиво-запечатване.
II. Разлики в принципите на работа
1. Принцип на работа на термодвойките
Термодвойките работят въз основа на ефекта на Seebeck, който гласи, че когато два различни проводника образуват затворена верига, се генерира термоелектрически потенциал, ако двете кръстовища са при различни температури. Термоелектричният потенциал на термодвойката е право пропорционален на температурната разлика между измервателния и еталонния край. Чрез измерване на големината на термоелектричния потенциал, температурата в края на измерването може да бъде индиректно определена. Термодвойките имат бърза реакция и са подходящи за измерване на високи температури и бързо променящи се температури.
2. Принцип на работа на платинените съпротивителни термометри
Платиновите съпротивителни термометри работят въз основа на характеристиката, че съпротивлението на метала се променя с температурата; това означава, че съпротивлението на метала се увеличава с повишаване на температурата. Съществува определена функционална връзка между стойността на съпротивлението на платинения съпротивителен термометър и температурата. Чрез измерване на стойността на съпротивлението на платиновия съпротивителен термометър може да се изчисли температурата на измерваната среда. Монтираният в двойна{3}}тръба платинен съпротивителен термометър тип съединителна кутия осигурява близък контакт между чувствителния елемент и средата чрез своята дву-тръбна структура, подобрявайки точността и стабилността на измерване.
III. Разлики в сценариите за приложение
1. Сценарии за приложение на термодвойки
Термодвойките тип съединителна кутия, монтирани на неподвижен фланец, са подходящи за приложения за измерване на висока-температура, изискващи фиксирана инсталация, като температура на пещ и температура на стопен метал. Бързата им скорост на реакция им позволява бързо да отразяват температурните промени, което ги прави подходящи за приложения, изискващи бърза реакция. Освен това термодвойките имат широк диапазон на измерване от -200 градуса до +1800 градуса.
2. Сценарии за приложение на платинени съпротивителни термометри
Платинените съпротивителни термометри с двойна{0}}тръба тип съединителна кутия са подходящи за средни и ниски{1}}температурни измервания, като например измервания на температура вътре в течности, газове и твърди вещества. Тяхната структура с двойна -тръба им позволява да проникват дълбоко в средата, осигурявайки точност на измерването. Платиновите съпротивителни термометри имат висока точност на измерване и са подходящи за приложения, изискващи висока точност, особено в средния и нисък-температурен диапазон (-200 градуса до +500 градуса ). Освен това дизайнът с двойна тръба подобрява защитата на сензора, което го прави подходящ за използване в тежки среди.
IV. Разлики във външния вид и окабеляването
1. Външен вид и окабеляване на термодвойки
Главата на термодвойка обикновено няма значителна промяна в диаметъра, тъй като нейният горещ възел влиза в пряк контакт със средата, елиминирайки необходимостта от допълнителни температурни чувствителни елементи. Съединителната кутия обикновено съдържа два или четири проводника (за двойни термодвойки). Компенсиращите проводници имат положителен и отрицателен поляритет и трябва да бъдат свързани правилно, за да се избегнат грешки при измерването.
2. Външен вид и свързване на платинени съпротивителни термометри
Главата на платинен съпротивителен термометър тип разклонителна кутия, монтиран с двойна-обвивка, има отчетлива двойна{1}}структура на обвивката, която е неговият уникален дизайн и се използва за измерване на температурата дълбоко в средата. Клемите обикновено са интегрирани директно в съединителната кутия и обикновено имат три или четири проводника (три-жична или четири-проводна система), за да компенсират грешките в съпротивлението на проводника. Платиновите термометри за съпротивление не изискват разграничаване между положителна и отрицателна полярност в тяхното окабеляване, тъй като техният принцип на работа се основава на промени в стойността на съпротивлението, а не на електродвижеща сила.
V. Резюме
Термодвойките тип съединителна кутия с фиксиран фланец и платинените съпротивителни термометри с двойна-обвивка тип съединителна кутия имат значителни разлики в структурата, принципа на работа, сценариите на приложение и външния вид/кабелите. Термодвойките са подходящи за приложения за измерване на високи-температури, изискващи фиксирана инсталация и бърза реакция, докато платинените съпротивителни термометри с двойна-обвивка тип съединителна кутия са подходящи за средни и ниски температури и изискват високо-прецизно измерване на вътрешна температура и предлагат силна защита. При практически приложения подходящият сензор трябва да бъде избран въз основа на специфични нужди. Чрез разбиране на структурните характеристики и принципите на работа на тези два сензора може да се постигне по-добро разбиране на техните сценарии на приложение, като по този начин се предоставят по-точни и надеждни решения за индустриално измерване на температурата.
