2025-08-05
V oblasti průmyslového instrumentace obstálo jen málo zařízení v testu času jakotermočlánky. Tyto kompaktní, robustní senzory se staly páteří měření teploty napříč nespočetnými průmyslovými odvětvími, od výroby oceli po letecké inženýrství. Ale co přesně je činí tak nenahraditelnými? Tento hloubkový průvodce prozkoumá vědu za termočlánky, jejich rozmanité aplikace, kritické parametry výkonu a řeší běžné otázky-odhaluje, proč zůstávají volbou pro přesné sledování teploty v nejdrsnějších prostředích.
Pracovní princip
V jejich jádru pracují termočlánky na efektu Seebeck - jev objevený v roce 1821, kde se dva odlišné kovy spojené ve dvou křižovatkách vytvářejí napětí úměrné teplotnímu rozdílu mezi nimi. Když je jedna křižovatka („horká křižovatka“) vystavena měřené teplotě a druhá („studená křižovatka“) zůstává při známé referenční teplotě, výsledné napětí lze převést na přesné teploty.
Tento jednoduchý, ale brilantní design eliminuje potřebu externích zdrojů energie, díky čemuž jsou termočlánky ze své podstaty spolehlivé ve vzdálených nebo nebezpečných místech. Na rozdíl od senzorů založených na odporu (RTD) jejich trvanlivost v extrémních podmínkách pramení z minimálních pohyblivých částí a robustní konstrukce.
Klíčové výhody
Termočlety trvalé popularity pramení z pěti kritických výhod:
Parametr
|
Typ k
|
Typ j
|
Typ t
|
Typ r
|
Teplotní rozsah
|
-200 ° C až 1 372 ° C.
|
-40 ° C až 750 ° C.
|
-270 ° C až 370 ° C.
|
0 ° C až 1 768 ° C.
|
Přesnost
|
± 1,5 ° C nebo ± 0,4% čtení (podle toho, co je větší)
|
± 2,2 ° C nebo ± 0,75% čtení
|
± 0,5 ° C (-40 ° C až 125 ° C); ± 1,0 ° C (125 ° C až 370 ° C)
|
± 1,0 ° C (0 ° C až 600 ° C); ± 0,5% (600 ° C až 1 768 ° C)
|
Doba odezvy (T90)
|
<1 sekunda (exponovaná křižovatka)
|
<0,5 sekundy (exponovaná křižovatka)
|
<0,3 sekundy (exponovaná křižovatka)
|
<2 sekundy (pláštěné)
|
Materiál pochvy
|
316 Nerezová ocel
|
Inconel 600
|
304 Nerezová ocel
|
Keramický
|
Průměr pláště
|
0,5 mm až 8 mm
|
0,5 mm až 8 mm
|
0,25 mm až 6 mm
|
3 mm až 12 mm
|
Délka kabelu
|
Přizpůsobitelné (0,5 m do 50 m)
|
Přizpůsobitelné (0,5 m do 50 m)
|
Přizpůsobitelné (0,5 m až 30 m)
|
Přizpůsobitelné (0,5 m až 20 m)
|
Typ konektoru
|
Miniature (SMPW), Standard (MPJ)
|
Miniature (SMPW), Standard (MPJ)
|
Miniature (SMPW)
|
Kramika s vysokým tempem
|
Otázka: Jak mohu kalibrovat termočlánek a jak často je potřeba?
Odpověď: Kalibrace zahrnuje porovnání výstupu termočlánku se známou referenční teplotou (pomocí kalibrační lázně nebo pece). U kritických aplikací, jako je farmaceutická výroba, by měla dojít k kalibraci každých 6 měsíců. V méně náročných nastaveních (např. HVAC) stačí roční kalibrace. Většina průmyslových termočlánků udržuje přesnost v rámci specifikací po dobu 1–3 let při normálním používání, ale drsné podmínky mohou vyžadovat častější kontroly. Pokyny pro kalibrační dokumentaci vždy postupujte podle pokynů ISO 9001.
Otázka: Co způsobuje drift termočlánku a jak se dá zabránit?
Odpověď: Drift - graduální ztráta přesnosti - vyvíjí ze tří hlavních faktorů: 1) metalurgické změny v drátech termočlánků v důsledku prodloužené expozice vysokým teplotám; 2) kontaminace plyny nebo kapalinami reagujícími na křižovatku; 3) Mechanické napětí z vibrací nebo tepelného cyklování. Mezi preventivní opatření patří: Výběr správného typu termočlánku pro teplotní rozsah pomocí ochranných pochů v korozivním prostředí, zajištění kabelů pro minimalizaci pohybu a nahrazení senzorů před uplynutím očekávané životnosti (obvykle 80% jmenovité životnosti pro kritické procesy).