Τι είναι ένα θερμοστοιχείο και ποιες είναι οι χρήσεις και οι αρχές του;

Τα θερμοστοιχεία είναι ένας τύπος αισθητήρα θερμοκρασίας. Επειδή χρησιμοποιούνται συχνά στη βιομηχανική παραγωγή, ονομάζονται επίσης βιομηχανικοί αισθητήρες θερμοκρασίας. Επί του παρόντος, τα θερμοστοιχεία είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος αισθητήρας βιομηχανικής θερμοκρασίας. Όποιος εργάζεται με βιομηχανικές θερμοκρασίες θα είναι εξοικειωμένος με τα θερμοστοιχεία. Μπορούν επίσης να ονομάζονται θερμοστοιχεία, θερμοστοιχεία κ.λπ.

Τα θερμοστοιχεία λειτουργούν με συγκόλληση δύο ανόμοιων μετάλλων σε ένα κλειστό κύκλωμα. Η διαφορά θερμοκρασίας δημιουργεί μια ηλεκτρομαγνητική δύναμη, προκαλώντας την τάση στο κύκλωμα να ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία. Η συγκεκριμένη λογική είναι ότι τα δύο μεταλλικά καλώδια συγκολλούνται σε έναν κλειστό βρόχο, δημιουργώντας δύο σημεία συγκόλλησης: το ένα ονομάζεται άκρο εργασίας ή ζεστό άκρο, το οποίο χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της θερμοκρασίας και το άλλο ονομάζεται άκρο αναφοράς ή κρύο άκρο. Η θερμοκρασία στο άκρο αναφοράς είναι ουσιαστικά σταθερή ή σε θερμοκρασία δωματίου, ενώ το άκρο εργασίας χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της θερμοκρασίας. Καθώς η θερμοκρασία του τελικού εργασίας κυμαίνεται, η έξοδος τάσης από το άκρο αναφοράς αλλάζει επίσης. Η θερμοκρασία του τελικού εργασίας μπορεί να συναχθεί από τη μετρούμενη τάση στο άκρο αναφοράς.

Τίθεται το ερώτημα: Πώς γνωρίζουμε τη σχέση μεταξύ θερμοκρασίας και τάσης; Ποια είναι τα δύο διαφορετικά μέταλλα;

Η εφεύρεση του θερμοστοιχείου βασίζεται στην ανακάλυψη του επιστήμονα για το φαινόμενο Seebeck, ένα θερμοηλεκτρικό αποτέλεσμα στα μέταλλα.

Με βάση το φαινόμενο Seebeck, διάφορα μέταλλα βρέθηκαν να είναι κατάλληλα για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Κατά συνέπεια, δημιουργήθηκε ένας τυποποιημένος πίνακας, που ονομάζεται πίνακας βαθμονόμησης θερμοστοιχείων. Αυτός ο πίνακας καθορίζει την τάση που μετράται σε συγκεκριμένη θερμοκρασία χρησιμοποιώντας ένα συγκεκριμένο υλικό.

Ειδικές βαθμονομήσεις περιλαμβάνουν S, R, B, K, N, T, J και C, το καθένα που αντιπροσωπεύει δύο διαφορετικά μέταλλα ή κράματα μετάλλων. Επομένως, τα θερμοστοιχεία μιας συγκεκριμένης βαθμονόμησης μπορούν επίσης να ονομάζονται s - typle thermocouples, k - type thermocouples, ή απλά k - type thermocouples ή c - typle thermocouples.

Τα θερμοστοιχεία διαφορετικών βαθμονομήσεων ποικίλλουν σημαντικά σε τιμή λόγω των χρησιμοποιούμενων υλικών. Για παράδειγμα, ο τύπος BSR είναι κυρίως κατασκευασμένος από το πολύτιμο μεταλλικό πλατίνα, καθιστώντας το πιο ακριβό. Φυσικά, η απόδοση ποικίλλει επίσης.

Επίσης, διαφορετικές μεθόδους συσκευασίας ποικίλλουν. Λόγω ποικίλων λειτουργικών περιβαλλόντων και θερμοκρασιών, συχνά απαιτείται προστατευτική θήκη. Κατά συνέπεια, τα θερμοστοιχεία έρχονται σε μια μεγάλη ποικιλία σχημάτων.