Sadržaj
Termoelement je uređaj koji se koristi za pretvaranje topline u električnu energiju. Ona mjeri temperaturnu razliku između dvije točke. Termoparovi su među najkorištenijim temperaturnim senzorima zbog široke dostupnosti i vrlo niske cijene. Nažalost, ipak nisu najtačniji očitači temperature.
Seebeckov efekt
Seebeckov efekt igra ključnu ulogu u funkciji termoelementa. Kaže da će temperaturna razlika između dva metalna poluvodiča stvoriti električnu energiju. Kad ti poluvodiči tvore petlju, stvara se električna struja. Termoparovi se oslanjaju na taj učinak za mjerenje temperature. Kada se termoelement postavi između temperaturnog gradijenta između dva poluvodiča, on postaje dio kruga stvorenog Seebeckovim učinkom. To mu omogućuje da mjeri napon i pretvori taj napon u čitljiv gradijent temperature ovisno o vrstama metala koji se koriste.
Funkcija termoelementa
Kad termoelement mjeri temperaturni gradijent, mjeri temperaturnu razliku između dva poluvodiča. To znači da termoelement mora biti spojen na multimetar, koji korisniku omogućuje očitavanje napona dvaju uključenih poluvodiča. Razlika temperature i napona izravno su povezani. Stoga, ako se može očitati napon koji prolazi kroz neki krug, tada se može izračunati temperaturna razlika između dva poluvodiča. Ova temperaturna razlika dobiva se mjerenjem napona; jer napon izravno odgovara razlici temperature između dva spoja poluvodiča termoparova.
Vrste termoelemenata
Postoji mnogo vrsta termoparova, a svi se razlikuju u metalnoj leguri koja se koristi u njihovoj sondi. Najčešći termoelementi tipa K (krom-alumel), vrlo su jeftini i imaju širok raspon temperatura koje mogu mjeriti. Međutim, jeftinost ove vrste pokazuje činjenicu da nije vrlo precizan i može doživjeti promjene osjetljivosti na temperaturama iznad 354 stupnja Celzijusa, što je Curie točka nikla, sastavnog dijela kromila. Termoparovi tipa E (krom-konstantni) imaju veću osjetljivost od tipa K i nisu magnetski. Postoji mnogo drugih vrsta termoelemenata, a kompletan popis može se naći u odjeljku Resursi.
Prijave
Termoparovi se koriste u proizvodnji čelika za mjerenje temperature čelika kako bi se odredio sadržaj ugljika u čeliku na temelju njegove temperature taljenja. Također se koriste u pilot svjetlima. Ova aplikacija zahtijeva da sonda termoelementa bude u pilot plamenu kako bi se utvrdilo je li plamen uključen. Kad je plamen upaljen, u termoelementu se stvara struja koja očitava toplinu koju proizvodi plamen. Kad se plamen ugasi, elektronički senzori mogu znati isključiti plin kako bi se spriječilo moguće curenje plina.
Zakoni upotrebe termoparova
Termoparovi se pridržavaju tri zakona tijekom rada. Prvo, zakon homogenih materijala kaže da temperature koje se ne primjenjuju na spojevima termoelementa neće utjecati na proizvedeni napon, jer više ne stvaraju temperaturni gradijent. Drugo, zakon intermedijarnih materijala kaže da novi materijali ubrizgani u strujni krug neće promijeniti napon sve dok spojevi formirani od novog materijala ne dožive temperaturni gradijent. Zakon uzastopnih temperatura kaže da se naponi između tri ili više spojeva mogu sabirati.