Ứng dụng Cặp nhiệt điện trong công nghiệp

Trong đo nhiệt độ công nghiệp, hai nhóm cảm biến nhiệt độ thường được sử dụng:

Cả hai loại cảm biến đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Các Pt100 RTD thường được sử dụng đặc biệt phù hợp cho các phép đo ở nhiệt độ thấp hơn đến trung bình, phạm vi (-200 … +600 ° C).

Tuy nhiên, cặp nhiệt điện (ngoại trừ một số ngoại lệ) có lợi thế ở nhiệt độ cao hơn (lên đến 1700 ° C). Một số cặp nhiệt điện có thể đo nhiệt độ thậm chí còn cao hơn (tungsten-rhenium, gold-platinum or platinum-palladium). Các cặp nhiệt điện rất đặc biệt này không được mô tả trong tài liệu này.

Xem Nhanh Nội Dung

Ứng dụng của cặp nhiệt điện
Một số ứng dụng cụ thể

Ứng dụng của cặp nhiệt điện

Cặp nhiệt điện loại K

Chân Dương (+)	Chân Âm (-)
NiCr	NiAl
Nickel-Chromium	Nickel-Alumium

Cặp nhiệt điện NiCr-NiAl thích hợp sử dụng trong môi trường Oxy hóa hoặc khí trơ lên đến 1200 ° C (ASTM E230: 1260 ° C) với kích thước dây lớn nhất.
Bảo vệ cặp nhiệt điện khỏi môi trường có lưu huỳnh. Vì chúng ít bị ôxy hóa hơn so với các cặp nhiệt điện làm bằng vật liệu khác, chúng chủ yếu được sử dụng cho các ứng dụng ở nhiệt độ trên 550 ° C cho đến áp suất làm việc tối đa của cặp nhiệt điện.

Loại J

Chân Dương (+)	Chân Âm (-)
Fe	CuNi
Sắt (Sắt từ)	Đồng – Niken

Cặp nhiệt điện Fe-CuNi thích hợp để sử dụng trong chân không, trong khí quyển oxy hóa và khử hoặc khí trơ. Chúng được sử dụng để đo nhiệt độ lên đến 750 ° C (ASTM E230: 760 ° C) với kích thước dây lớn nhất.

Loại N

Chân Dương (+)	Chân Âm (-)
NiCrSi	NiSi
Nickel-Chromium-Silicon	Nickel-Silicon

Cặp nhiệt điện NiCrSi-NiSi thích hợp để sử dụng trong môi trường oxy hóa, trong môi trường khí trơ hoặc khí quyển khử khô lên đến 1200 ° C (ASTM E230: 1260 ° C).
Chúng phải được bảo vệ khỏi bầu khí quyển có lưu huỳnh. Chúng rất chính xác ở nhiệt độ cao. Điện áp nguồn (EMF) và phạm vi nhiệt độ gần giống như với loại K. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tuổi thọ dài hơn và độ ổn định cao hơn.

Loại E

Chân Dương (+)	Chân Âm (-)
NiCr	CuNi
Nickel-Chromium	Copper-Nickel

Cặp nhiệt điện NiCr-CuNi thích hợp để sử dụng trong môi trường ôxy hóa hoặc khí trơ lên đến 900 ° C (ASTM E230: 870 ° C) với kích thước dây lớn nhất. Cặp nhiệt điện loại E, trong số tất cả các loại cặp nhiệt điện thường được sử dụng, phát triển điện áp nguồn cao nhất (EMF) trên mỗi ° C.

Loại T

Chân Dương (+)	Chân Âm (-)
Cu	CuNi
Copper	Copper-Nickel

Cặp nhiệt điện Cu-CuNi thích hợp với nhiệt độ dưới 0 ° C với giới hạn nhiệt độ trên 350 ° C (ASTM E230: 370 ° C) và có thể được sử dụng trong khí quyển oxy hóa, khử hoặc khí trơ. Chúng không bị ăn mòn trong môi trường ẩm ướt.

Cặp nhiệt điện kim loại quý

Loại S

Chân Dương (+)	Chân Âm (-)
Pt10%Rh	Pt
Platinum-10%Rhodium	Platinum

Cặp nhiệt điện loại S thích hợp để sử dụng liên tục trong môi trường ôxy hóa hoặc khí trơ ở nhiệt độ lên đến 1600 ° C. Cẩn thận với hiện tượng giòn do nhiễm bẩn.

Loại R

Chân Dương (+)	Chân Âm (-)
Pt13%Rh	Pt
Platinum-13%Rhodium	Platinum

Cặp nhiệt điện loại R thích hợp để sử dụng liên tục trong môi trường ôxy hóa hoặc khí trơ ở nhiệt độ lên đến 1600 ° C. Cẩn thận với hiện tượng giòn do nhiễm bẩn.

Loại B

Chân Dương (+)	Chân Âm (-)
Pt30%Rh	Pt6%Rh
Platinum-30%Rhodium	Platinum-6%Rhodium

Cặp nhiệt điện loại B thích hợp để sử dụng liên tục trong môi trường ôxy hóa hoặc khí trơ và sử dụng ngắn hạn trong môi trường chân không, với nhiệt độ lên đến 1700 ° C. Cẩn thận với hiện tượng giòn do nhiễm bẩn.

Loại cặp nhiệt điện loại R, S và B thường được lắp đặt trong một ống bảo vệ kín bằng sứ nguyên chất. Nếu sử dụng thermowell kim loại hoặc ống bảo vệ, thì cần phải có ống bảo vệ kín bên trong. Các cặp nhiệt điện bằng kim loại quý dễ bị nhiễm bẩn, nên bao quanh các cặp nhiệt điện này bằng vật liệu gốm.

Một số ứng dụng cụ thể

Cặp nhiệt điện được sử dụng trong các ứng dụng từ thiết bị gia dụng đến quy trình công nghiệp, phát điện, giám sát và điều khiển lò, chế biến thực phẩm và đồ uống, cảm biến ô tô, động cơ máy bay, tên lửa, vệ tinh và tàu vũ trụ.

Sau đây là các ứng dụng phổ biến:

Cặp nhiệt điện cho các ứng dụng thực phẩm

Cặp nhiệt điện có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau trong ngành thực phẩm và đồ uống bao gồm cảm biến Sạch sẽ tại chỗ, Đầu dò thâm nhập, Kiểm soát lò nướng, Giám sát chuỗi thực phẩm, Kiểm soát và giám sát bếp điện và kiểm soát nhiệt độ Ấm đun nước hơi.

Cặp nhiệt điện cho máy đùn

Máy đùn đòi hỏi nhiệt độ cao và áp suất cao. Chúng cũng có một bộ chuyển đổi ren độc đáo để định vị đầu cảm biến trong nhựa nóng chảy trong điều kiện áp suất cao được tìm thấy ở đó.

Cặp nhiệt điện cho nhiệt độ thấp

Các cặp nhiệt điện loại E, K, T và N có thể được sử dụng để đo nhiệt độ xuống -200 ° C, tuy nhiên, các hợp kim được sử dụng trong các cặp nhiệt điện này phải được lựa chọn cụ thể để sử dụng ở các nhiệt độ này nhằm đáp ứng độ chính xác đã công bố.

Hầu hết các nhà sản xuất cặp nhiệt điện đều mua hợp kim cặp nhiệt điện của họ đã được hiệu chuẩn để sử dụng từ 0 ° C trở lên. Những hợp kim tương tự này có thể được sử dụng đến -200 ° C, nhưng độ chính xác có thể sai lệch một chút so với các giá trị đã thiết lập. Có thể mua các hiệu chuẩn riêng lẻ để có thể xác định các giá trị bù đắp.

Cặp nhiệt điện cho lò nung

Điều kiện lò mà cặp nhiệt điện sẽ tiếp xúc sẽ xác định loại cặp nhiệt điện phù hợp cho ứng dụng. Khi chọn đúng cặp nhiệt điện, một số điều kiện cần được xem xét bao gồm:

Khả năng nhiệt độ của dây cặp nhiệt điện.
Khả năng chịu nhiệt độ của vỏ bọc hoặc lớp phủ bảo vệ (kim loại hoặc gốm).
Bầu khí quyển mà nó sẽ được sử dụng (không khí, khử, oxy hóa, inhert).
Cấu hình kết nối.

Cặp nhiệt điện cho kim loại nóng chảy

Việc đo nhiệt độ của kim loại nóng chảy rất khó do gặp phải nhiệt độ cao và các điều kiện khắc nghiệt. Do có liên quan đến nhiệt độ, nên cặp nhiệt điện bằng kim loại cơ bản Loại K và N và các loại cặp nhiệt điện bạch kim loại R, S và B là lựa chọn duy nhất cho các phép đo tiếp xúc trong lĩnh vực này.

Khi sử dụng cặp nhiệt điện bằng kim loại cơ bản, các dây thường là dây rắn có đường kính lớn # 8 hoặc # 14 AWG với chất cách điện bằng sứ và ống bảo vệ bằng sứ và / hoặc kim loại. Đường kính lớn của dây Loại K hoặc N xuống cấp chậm hơn để có thời gian cho các phép đo trước khi điều kiện nhiệt độ cao làm suy giảm dây.

Các dây của cặp nhiệt điện bạch kim thường có thứ tự từ # 20 đến # 30 AWG Solid. Không giống như dây kim loại cơ bản Loại K và N, thay vì hư hỏng do quá trình oxy hóa hoặc ăn mòn, dây bạch kim trở nên mềm do ủ lâu dài và cuối cùng bị hỏng do sự phát triển của hạt.

Mời bạn tham khảo thêm Video: