Dociskowa termopara

Dociskowa termopara mierzy temperaturę powierzchni maszyny lub nawierconego punktu, dociskając do niego sondę sprężynową. Spój pomiarowy siedzi w małym wierzchołku ze stali nierdzewnej, a obudowa, która go niesie, to obrotowy docisk z wydłużoną sprężyną, dzięki czemu głębokość zanurzenia może być ustawiona w punkcie pomiarowym, a nie stała przez długość sondy. Na wtryskarkach, wytłaczarkach, formach i opaskach grzejnych to zwykle praktyczna różnica: sonda musi być dociskana do dyszy, lufy lub opaski w miejscu bez miejsca na zespół gwintowany i bez dostępu do klucza.

Wykonanie na tej stronie to typ K standardowo, z typem E i elementem rezystancyjnym PT100 oferowanym w tej samej obudowie. Typ K pokrywa 0 do 800 °C, typ E 0 do 400 °C, a PT100 -200 do 450 °C. Głowica gwintowana jest M12×1,5 ze stali nierdzewnej i odkręca się, pozostawiając zwykłą sondę dociskową tam, gdzie nie ma gwintowanego kołnierza do użycia. Przewód to pleciona osłona ze stali nierdzewnej na ekranowanym kablu wysokotemperaturowym, w długościach od 1 do 5 m, a materiał wierzchołka to żeliwo.

Spój jest spawany, a nie skręcony. Dostarczony materiał podkreśla to: dwa przewodniki są połączone wewnątrz wierzchołka łukiem argonowym i izolowane wysokoczęstotliwościową rurką ceramiczną, co jest inną konstrukcją niż powszechna praktyka skręcania przewodników razem, i to jest różnica, która objawia się jako stabilność na górnej granicy zakresu.

Jak działa termopara

Termopara wytwarza napięcie, a nie rezystancję. Dwa różne metale połączone w jednym punkcie generują małą różnicę potencjałów, gdy ten spoj siedzi w innej temperaturze niż drugi koniec przewodów, a napięcie to kilkadziesiąt mikrowoltów na stopień. Nic nie musi być dostarczone do czujnika, by działał, dlatego termopara nadaje się na górę zakresu temperatur, gdzie element rezystancyjny by dryfował, i dlatego może być bardzo mała.

Ta sama zasada wyznacza ograniczenia. Ponieważ napięcie jest generowane między spojem pomiarowym a zaciskami, na których lądują przewody, temperatura na tych zaciskach jest częścią pomiaru: przyrząd musi znać temperaturę zacisków i kompensować ją. Oznacza to również, że obwód musi być zbudowany z pasującego przewodu termoparowego na całej długości. Każde miejsce, gdzie przewód termopary spotyka miedziany przewodnik, jest sam termoparą, i takie, które nie jest w temperaturze zacisków, wnosi błąd, a nie połączenie.

Dwie formy spoju w dostarczonym materiale wynikają z tego, jak wierzchołek jest zbudowany. W spojzie uziemionym spawane połączenie jest również w kontakcie elektrycznym z osłoną, więc ciepło dociera do niego szybko i czas reakcji jest szybki, ale obwód pomiarowy jest połączony z tym, czego dotyka osłona. W spojnie nieuziemionym połączenie siedzi izolowane wewnątrz wierzchołka, co izoluje obwód za cenę wolniejszego czasu reakcji. Materiał oferuje obie formy i nie podaje czasu reakcji dla żadnej, więc wybór odbywa się na podstawie instalacji, a nie opublikowanej wartości.

Dwie dalsze praktyczne właściwości wynikają z konstrukcji. Pleciona osłona na kablu jest ochroną mechaniczną i ekranem jednocześnie, co ma znaczenie na maszynie z napędami i grzałkami, gdzie nieekranowany sygnał miliwoltowy łapie zakłócenia. A osłona jest ze stali nierdzewnej, podczas gdy wierzchołek jest z żeliwa, więc sonda toleruje kontakt z maszyną bez tego, że przewód staje się sztywny i kruchy, jak zwykły kabel polimerowy w pobliżu gorącej opaski.

Jak dobrać właściwą dociskową termoparę

Zacznij od temperatury i przyrządu. Typ kalibracji wynika z zakresu: typ K do 800 °C, typ E do 400 °C lub wariant PT100 tam, gdzie element rezystancyjny lepiej pasuje do przyrządu. Od tego decyzja jest wymuszona, ponieważ czujnik musi pasować do typu wejścia przyrządu temperaturowego, z którym się łączy. PT100 na wejściu typ K daje wiarygodny i błędny wyświetlanie, i dostarczony materiał to dokładnie zaznacza.

Następnie montaż. Tam, gdzie maszyna ma gwintowany kołnierz w punkcie pomiarowym, głowica M12×1,5 ze stali nierdzewnej wkręca się w niego, a sprężyna ustawia nacisk styku. Tam, gdzie nie ma, głowica jest odkręcana i sonda jest dociskana bezpośrednio. Gniazdo docisku ma 11,5 mm wewnątrz i 13 mm na zewnątrz z wysokością 18 mm, a wersje 12 mm i 14 mm są dostępne na zamówienie, więc gniazdo musi pasować do kołnierza lub otworu, w którym siedzi.

Następnie forma spoju, uziemiony lub nieuziemiony, z powodów powyżej: szybkość wobec izolacji.

Następnie przewód. Zakres standardowy to 1 do 5 m z 1 m, 5 m i 7 m wymienionymi jako zwykłe długości i inne długości na zamówienie. Trasa dłuższa niż zakres standardowy oznacza przedłużenie, a przedłużenie musi być z tego samego przewodu termoparowego z pasującymi złączami; dostarczony materiał ich nie podaje. Tam, gdzie przewód przechodzi w pobliżu gorącej powierzchni lub wzdłuż ruchomej osi, pleciona osłona jest tym, co go chroni, a minimalny promień gięcia dla tego nie jest podany.

Na koniec zakończenie. Zaciski widłowe są standardowo z czerwonym do plusa i niebieskim do minusa. Tam, gdzie zacisk przyrządu nie przyjmuje zacisku widłowego, zaciski igiełkowe mogą być wykonane na zamówienie.

Ograniczenia i punkty do potwierdzenia

Czujnik nie jest samodzielnym przyrządem pomiarowym ze spójnością pomiarową. Dostarczony materiał nie podaje klasy dokładności ani tolerancji termopary, ani czasu reakcji, więc ta strona podaje zakresy, ale nie niepewność pomiaru. Tam, gdzie odczyt musi być uzasadniony, termopara musi być sparowana z przetwornikiem lub przyrządem o znanej dokładności i, idealnie, zweryfikowanej względem wzorca.

Przewód jest granicą, którą łatwo przeoczyć. Sonda oceniona na 800 °C na wierzchołku nie oznacza, że przewód przeżywa 800 °C, a dostarczony materiał nie podaje oceny temperaturowej kabla ani jego izolacji. Punkt pomiarowy i trasa, którą prowadzi przewód, muszą więc być rozważone oddzielnie.

Kilka właściwości wymienionych w materiale nie jest skwantyfikowanych. Sonda jest opisana jako zdolna do gięcia i wytrzymania wysokiego ciśnienia, ale nie podano minimalnego promienia gięcia ani wartości ciśnienia, więc żadne nie jest opublikowane tutaj. Materiał podaje również standardowy zakres przewodów 1 do 5 m, a następnie zawiera 7 m wśród zwykłych długości, co jest poza tym zakresem jak podano.

Na koniec identyfikacja jest otwarta. Dostarczony materiał podaje typ kalibracji w polu modelu, a nie numer katalogowy, a typ kalibracji jest wspólny dla każdego dostawcy tej termopary, więc nie jest używany tutaj jako identyfikator. Zamówienie powinno podać typ kalibracji, formę spoju, długość przewodu, zakończenie i wymiary gniazda docisku.