Přiložný termočlánek

Přiložný termočlánek měří teplotu povrchu stroje nebo vyvrtaného místa tak, že k němu přitlačí pružinovou sondu. Měřicí spoj sedí uvnitř malého nerezového hrotu a tělo, které ho nese, je otočná upínka s prodlouženou pružinou, takže hloubku zasunutí lze nastavit v místě měření, nikoli ji určit délkou sondy. U vstřikovacích strojů, vytlačovacích strojů, forem a topných pásem je to obvykle ten praktický rozdíl: sondu je třeba vtlačit do trysky, válce nebo pásma na místě, kde není prostor pro závitovou sestavu a kde se nedostane klíč.

Provedení na této stránce je standardně typu K, s typem E a odporovým prvkem PT100 nabízenými ve stejném těle. Typ K pokrývá 0 až 800 °C, typ E 0 až 400 °C a PT100 -200 až 450 °C. Závitová hlava je z nerezové oceli M12×1,5 a odšroubuje se, čímž zůstane prostá přiložná sonda tam, kde není závitový nálitek. Kabel je oplet z nerezové oceli přes stíněný vysokoteplotní kabel, v délkách od 1 do 5 m, a materiál hrotu je železo.

Spoj je svařovaný, nikoli zkroucený. Dodané podklady to zdůrazňují: dva vodiče jsou v hrotu spojeny argonovým obloukem a izolovány vysokofrekvenční keramickou trubičkou, což je jiná konstrukce než běžná praxe zkroucení vodičů, a je to rozdíl, který se projeví jako stabilita na horní mezi rozsahu.

Jak termočlánek funguje

Termočlánek dává napětí, nikoli odpor. Dva různé kovy spojené v jednom bodě vytvářejí malý rozdíl potenciálů, když tento spoj leží při jiné teplotě než druhý konec vodičů, a napětí činí několik desítek mikrovoltů na stupeň. Čidlu se pro jeho činnost nemusí nic dodávat, a proto se termočlánek hodí na horní konec teplotního rozsahu, kde by odporový prvek ztrácel stabilitu, a proto může být velmi malý.

Týž princip určuje i omezení. Protože napětí vzniká mezi měřicím spojem a svorkami, kde vodiče končí, je teplota těchto svorek součástí měření: přístroj musí teplotu svorek znát a kompenzovat ji. Znamená to také, že obvod musí být po celé délce sestaven odpovídajícím termočlánkovým vedením. Každé místo, kde se termočlánkové vedení setká s měděným vodičem, je samo termočlánkovým spojem, a spoj, který není na teplotě svorek, přispívá chybou, nikoli spojením.

Obě formy spoje v dodaných podkladech vyplývají z toho, jak je hrot sestaven. U uzemněného spoje je svařený spoj také v elektrickém styku s pláštěm, takže teplo se k němu dostane rychle a odezva je rychlá, ale měřicí obvod je spojen s tím, čeho se plášť dotýká. U neuzemněného spoje sedí spoj izolovaně uvnitř hrotu, což obvod odděluje za cenu pomalejší odezvy. Podklady nabízejí obě formy a ani pro jednu neuvádějí dobu odezvy, takže volba se řídí instalací, nikoli zveřejněným údajem.

Z konstrukce vyplývají dvě další praktické vlastnosti. Opletený plášť přes kabel je mechanická ochrana a zároveň stínění, což má význam na stroji s pohony a topnými tělesy, kde nechráněný signál v milivoltech zachycuje rušení. A plášť je z nerezové oceli, zatímco hrot je železný, takže sonda snese dotyk se strojem, aniž by kabel ztvrdl a zkřehl, jak by se to u prostého polymerního kabelu stalo v blízkosti topného pásma.

Jak vybrat správný přiložný termočlánek

Začněte teplotou a přístrojem. Kalibrační typ následuje rozsah: typ K do 800 °C, typ E do 400 °C nebo varianta PT100 tam, kde odporový prvek přístroji vyhovuje lépe. Odtud je rozhodnutí vynucené, protože čidlo musí odpovídat typu vstupu teplotního přístroje, k němuž je připojeno. PT100 na vstupu typu K dává věrohodné, a přesto špatné zobrazení a dodané podklady upozorňují právě na to.

Pak upevnění. Kde má stroj v měřicím místě závitový nálitek, nerezová hlava M12×1,5 se do něj našroubuje a pružina nastaví přítlak. Kde jej nemá, hlava se odšroubuje a sonda se upne přímo. Upínací sedlo má 11,5 mm uvnitř a 13 mm vně při výšce 18 mm a verze 12 mm a 14 mm jsou dostupné na objednávku, takže sedlo musí odpovídat nálitku nebo otvoru, ve kterém sedí.

Pak forma spoje, uzemněná nebo neuzemněná, z důvodů uvedených výše: rychlost proti izolaci.

Pak kabel. Standardní rozsah je 1 až 5 m, s 1 m, 5 m a 7 m uvedenými jako obvyklé délky a jinými délkami na objednávku. Vedení delší než standardní rozsah znamená prodloužení a prodloužení musí být z téhož termočlánkového vedení s odpovídajícími konektory; dodané podklady je nespecifikují. Kde kabel prochází blízko horkého povrchu nebo podél pohyblivé osy, chrání ho opletený plášť, a nejmenší poloměr ohybu pro ně není uveden.

Nakonec zakončení. Standardně jsou vidlicové svorky, červená na plus a modrá na minus. Kde svorka přístroje vidlici nepřijme, lze na objednávku zhotovit kolíkové svorky.

Omezení a body k potvrzení

Čidlo samo o sobě není měřidlem s dohledatelností. Dodané podklady neuvádějí třídu přesnosti ani toleranci termočlánku a neuvádějí dobu odezvy, takže tato stránka uvádí rozsahy, nikoli nejistotu měření. Kde má být odečet obhajitelný, je třeba termočlánek spárovat s vysílačem nebo přístrojem, jehož přesnost je známa a ideálně ověřena proti referenci.

Kabel je mez, kterou lze snadno přehlédnout. Sonda určená na 800 °C na hrotu neznamená, že kabel přežije 800 °C, a dodané podklady neuvádějí teplotní určení kabelu ani jeho izolace. Měřicí místo a trasu, kterou kabel vede, je proto třeba posuzovat odděleně.

Několik vlastností uvedených v podkladech není vyčísleno. Sonda je popsána jako ohebná a schopná odolat vysokému tlaku, ale nejmenší poloměr ohybu ani tlakový údaj nejsou uvedeny, takže ani jedno zde není zveřejněno. Podklady také uvádějí standardní rozsah kabelu 1 až 5 m a potom mezi obvyklými délkami uvádějí 7 m, což je mimo tento uvedený rozsah.

Nakonec identifikace zůstává otevřená. Dodané podklady uvádějí pod polem modelu kalibrační typ, nikoli objednací číslo, a kalibrační typ je společný všem dodavatelům tohoto termočlánku, takže zde není použit jako identifikátor. Objednávka má uvést kalibrační typ, formu spoje, délku kabelu, zakončení a rozměry upínacího sedla.