Op het gebied van industriële temperatuurmetingen zijn thermokoppels en platina-weerstandsthermometers twee veelgebruikte temperatuursensoren. Ze hebben aanzienlijke verschillen in structuur, werkingsprincipe en toepassingsscenario's. In dit artikel wordt gedetailleerd besproken hoe onderscheid kan worden gemaakt tussen thermokoppels met vaste schroefdraad en platina-weerstandsthermometers van het type met schroef-, waardoor lezers deze twee soorten sensoren beter kunnen begrijpen en toepassen.
I. Structurele verschillen
1. Structurele kenmerken van thermokoppels met vaste schroefdraad
Thermokoppels met vaste schroefdraad bestaan hoofdzakelijk uit een thermo-element, een isolatiehuls, een beschermende omhulling en een aansluitdoos. Het thermo-element is het kernonderdeel van het thermokoppel en bestaat uit twee metaaldraden van verschillende materialen (zoals nikkel-chroom/nikkel-silicium, platina-rhodium/platina, enz.), waarvan de uiteinden aan elkaar zijn gelast om het meetuiteinde te vormen. De isolatiehuls is meestal gemaakt van keramisch materiaal (zoals korundbuis, buis met hoog-aluminiumoxide), dat een hoge temperatuurbestendigheid en isolatie-eigenschappen heeft, en wordt gebruikt om de twee thermo-elementen te isoleren om kortsluiting te voorkomen. De beschermende omhulling is gemaakt van materialen die zijn geselecteerd op basis van de werkomstandigheden (zoals koolstofstaal, roestvrij staal, korund, Hastelloy), en de belangrijkste functie is het beschermen van het thermo-element tegen corrosie of stoten door het medium. Een hoge thermische geleidbaarheid is niet vereist omdat het hete uiteinde van het thermokoppel rechtstreeks in contact komt met het medium, wat resulteert in een hoge reactiesnelheid. De aansluitdoos wordt gebruikt om het thermo-element en de compensatiedraden aan te sluiten, en heeft ingebouwde-klemmenblokken. Er moet zorgvuldig rekening worden gehouden met de stabiliteit van de temperatuur van de koude verbinding (het vermijden van de nabijheid van warmtebronnen), en de afdichtingsgraad is doorgaans niet lager dan IP65.
2. Structurele kenmerken van schroef-type platina weerstandsthermometers
Platina-weerstandsthermometers van het schroef-type bestaan hoofdzakelijk uit een sensorelement, isolerende vulstof, een beschermbuis en een aansluitdoos. Het sensorelement is het kerntemperatuurmeetonderdeel van de platina-weerstandsthermometer, meestal gemaakt van gewikkelde platinadraad, dat voldoende warmte-uitwisseling met het medium moet hebben. Het ontwerp van het schroef-type is een uniek kenmerk; Dankzij de schroefbevestigingsmethode kan het sensorelement stevig aan het oppervlak van het te meten object worden bevestigd, waardoor de meetnauwkeurigheid wordt verbeterd. Bij gepantserde weerstandsthermometers is het sensorelement omgeven door magnesiumoxide-isolatiepoeder, dat zowel voor isolatie als voor verbeterde thermische geleidbaarheid zorgt; bij geassembleerde weerstandsthermometers is het sensorelement door een isolatiehuls geïsoleerd van de beschermbuis. Het materiaal van de beschermende buis is vergelijkbaar met dat van een thermokoppel, maar vereist een hogere thermische geleidbaarheid omdat het de mediumtemperatuur snel naar het sensorelement moet overbrengen om de responsvertraging te verminderen. De aansluitdoos wordt gebruikt om het sensorelement en de signaaldraden aan te sluiten, en heeft een ingebouwd-aansluitblok. Het moet een drie-- of vier-draadsverbinding ondersteunen (ter compensatie van draadweerstandsfouten) en vereist alleen een vochtdichte-afdichting, zonder de noodzaak van compensatie van koude verbindingen.
II. Verschillen in werkingsprincipes
1. Werkingsprincipe van thermokoppels
Thermokoppels werken op basis van het Seebeck-effect, dat stelt dat wanneer twee verschillende geleiders een gesloten circuit vormen, er een thermo-elektrisch potentieel in het circuit wordt gegenereerd als de twee juncties verschillende temperaturen hebben. De thermo-elektrische potentiaal van een thermokoppel is evenredig met het temperatuurverschil tussen het meetuiteinde en het referentie-uiteinde. Door de grootte van de thermo-elektrische potentiaal te meten, kan de temperatuur aan het meetuiteinde indirect worden verkregen. Thermokoppels hebben een hoge reactiesnelheid en zijn geschikt voor het meten van hoge temperaturen en snel veranderende temperaturen.
2. Werkingsprincipe van platina-weerstandsthermometers
Platina-weerstandsthermometers werken op basis van het kenmerk dat de weerstand van een metaal verandert met de temperatuur, dat wil zeggen dat de weerstandswaarde van een metaal toeneemt met toenemende temperatuur. Er bestaat een bepaalde functionele relatie tussen de weerstandswaarde van een platina-weerstandsthermometer en de temperatuur. Door de weerstandswaarde van de platina weerstandsthermometer te meten, kan de temperatuur van het gemeten medium worden berekend. Platina weerstandsthermometers van het type schroef- gebruiken een schroefbevestigingsmethode om ervoor te zorgen dat het sensorelement in nauw contact staat met het oppervlak van het te meten object, waardoor de meetnauwkeurigheid en reactiesnelheid worden verbeterd.
III. Verschillen in toepassingsscenario's
1. Toepassingsscenario's van thermokoppels
Vaste-thermokoppels met schroefdraadmontage zijn geschikt voor metingen van hoge- temperaturen, zoals de oventemperatuur en de temperatuur van gesmolten metaal. Dankzij hun hoge reactiesnelheid kunnen ze snel temperatuurveranderingen weerspiegelen, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen die een snelle reactie vereisen. Bovendien hebben thermokoppels een breed meetbereik, van -200 graden tot +1800 graden.
2. Toepassingsscenario's van platina-weerstandsthermometers van het type schroef-
Platina-weerstandsthermometers van het schroef-type zijn geschikt voor het meten van oppervlaktetemperaturen, zoals het oppervlak van mechanische apparatuur en de buitenwand van pijpen. Dankzij hun schroefbevestigingsmethode kunnen ze in nauw contact staan met het gemeten oppervlak, waardoor de meetnauwkeurigheid wordt verbeterd. Platina-weerstandsthermometers hebben een hoge meetnauwkeurigheid en zijn geschikt voor toepassingen die hoge precisie vereisen, vooral in het midden- en lage temperatuurbereik (-200 graden tot +500 graden). Bovendien hebben platina-weerstandsthermometers van het schroeftype een hoge responssnelheid, waardoor ze geschikt zijn voor metingen van oppervlaktetemperatuur die een snelle respons vereisen. IV. Uiterlijk en bedradingsverschillen
1. Uiterlijk en bedrading van thermokoppels
De kop van een thermokoppel heeft gewoonlijk geen significante verandering in diameter, omdat de hete verbinding rechtstreeks in contact komt met het medium, waardoor er geen extra temperatuur-sensorelementen nodig zijn. De aansluitdoos bevat doorgaans twee of vier draden (voor dubbele thermokoppels). De compensatiedraden hebben positieve en negatieve polariteiten en moeten correct worden aangesloten om meetfouten te voorkomen.
2. Uiterlijk en bedrading van platina-weerstandsthermometers van het type schroef-
De kop van een platina-weerstandsthermometer van het type schroef- heeft een afzonderlijk schroef-bevestigingsmechanisme, dat door zijn unieke ontwerp wordt gebruikt om ervoor te zorgen dat het sensorelement in nauw contact staat met het gemeten oppervlak. De aansluitdoos bevat doorgaans drie of vier draden (drie-draden- of vier-dradensysteem) om draadweerstandsfouten te compenseren. Bij platina-weerstandsthermometers is het niet nodig om onderscheid te maken tussen positieve en negatieve aansluitingen, omdat hun werkingsprincipe gebaseerd is op veranderingen in de weerstandswaarde in plaats van op elektromotorische kracht.
V. Samenvatting
Vaste-thermokoppels met draadmontage en platina-weerstandsthermometers van het schroeftype- hebben aanzienlijke verschillen in structuur, werkingsprincipe, toepassingsscenario's, uiterlijk en bedrading. Thermokoppels zijn geschikt voor toepassingen met hoge- temperaturen en snelle- respons, terwijl platina-weerstandsthermometers van het schroeftype- geschikt zijn voor metingen van de oppervlaktetemperatuur met gemiddelde- tot- lage temperaturen en hoge- precisie. In praktische toepassingen moet de juiste sensor worden geselecteerd op basis van specifieke behoeften. Door de structurele kenmerken en werkingsprincipes van deze twee sensoren te begrijpen, kunnen hun toepassingsscenario’s beter worden begrepen, waardoor nauwkeurigere en betrouwbaardere oplossingen voor industriële temperatuurmetingen worden geboden.
