Kot eden najpogosteje uporabljenih instrumentov za merjenje temperature na svetu se termoelementi pogosto uporabljajo v industrijski proizvodnji, znanstvenih raziskavah, laboratorijskem testiranju in na drugih področjih. Vrste termočlenov se razlikujejo glede na material in zgradbo, vsaka ima edinstvene značilnosti delovanja, zaradi česar so še posebej priljubljeni med zunanjimi trgovci zaradi njihove preproste strukture, stabilnega delovanja in širokega temperaturnega merilnega območja. Ta članek bo podrobneje razložil izvor, 10 vrst indeksnih številk in načelo delovanja termoelementa, kar bo globalnim strankam pomagalo bolje razumeti to bistveno komponento za merjenje temperature.
Izvor termočlena|Zgodovina termoelementa
Izum in razvoj termočlenov sta tesno povezana z odkritjem termoelektričnega učinka. Že leta 1821 je nemški fizik TJ Seebeck prvi odkril termoelektrični učinek, ki je postavil teoretične temelje za rojstvo termočlenov. Leta 1826 je francoski fizik AC Becquerel ta učinek uporabil pri merjenju temperature in izdelal najpreprostejši termočlen termometer, ki je označil uradni vstop termočlenov v praktično uporabo.
Do sedaj imajo termoelementi več kot 180-letno zgodovino. Po nenehnem izboljševanju in optimizaciji se je zmogljivost termočlenov nenehno izboljševala in postopoma so postali osrednja komponenta za merjenje temperature v različnih panogah, ki zagotavljajo zanesljivo podporo temperaturnih podatkov za svetovno industrijsko proizvodnjo in znanstvene raziskave.
10 vrst indeksnih številk termočlenov|Pogosti tipi termočlenov
Indeksna številka termočlena je koda, ki predstavlja njegovo materialno sestavo in temperaturno merilno območje, kar je ključnega pomena za zunanjetrgovinsko nabavo in ujemanje aplikacij. V skladu z mednarodnimi standardi in industrijskimi normami obstaja 10 običajnih indeksnih številk termočlenov, ki pokrivajo različne vrste termočlenov za izpolnjevanje različnih potreb aplikacij, ki so razdeljene v naslednje kategorije:
Standardizirani termočleni (7 tipov): od leta 1985 je Kitajska določila 7 standardiziranih indeksnih števil termočlenov (K, E, J, T, S, R, B) v skladu z mednarodno praktično temperaturno lestvico IPTS-68, ki se pogosto uporabljajo na splošnih industrijskih in civilnih področjih in so združljivi z mednarodno glavno opremo.
Dodan standardiziran termočlen (1 vrsta): od leta 1997 je bil v skladu z mednarodno praktično temperaturno lestvico ITS-90 in mednarodnim standardom IEC 584-95 dodan termočlen tipa N-, ki ima boljšo visokotemperaturno stabilnost in antioksidacijsko učinkovitost ter je primeren za kompleksnejša industrijska okolja.
Volfram-renijevi termoelementi (2 vrsti): Volframov-renijevi termoelementi so se v praksi začeli uporabljati v devetdesetih letih prejšnjega stoletja in trenutno izvajajo industrijske standarde z dvema indeksnima številkama C in D. Imajo odlično visoko-temperaturno odpornost in se večinoma uporabljajo v scenarijih merjenja visokih-temperatur, kot so metalurgija, letalstvo in visoko{7}}temperaturni laboratoriji.
Upoštevati je treba, da imajo termoelementi z različnimi indeksnimi števili (različne vrste termoelementov) različna temperaturna merilna območja, značilnosti materiala in scenarije uporabe. Pri nakupu in uporabi morajo kupci izbrati ustrezno indeksno številko glede na njihove specifične potrebe, s čimer zagotovijo stabilno in učinkovito delovanje termoelementa.
Načelo delovanja termočlena|Načelo delovanja termoelementa
Merjenje temperature s termočleni temelji na Seebeckovem učinku (termoelektričnem učinku), ki so ga odkrili leta 1821. Njegovo osnovno načelo delovanja termočlena je preprosto in lahko razumljivo:
Termočlen je sestavljen iz dveh različnih homogenih prevodnikov (imenovanih tudi termoelektrode ali par žic). En konec obeh prevodnikov je zvarjen skupaj, da tvorita merilni konec (imenovan tudi vroč konec), drugi konec pa je povezan z galvanometrom, da tvori zaprto zanko. Ko temperatura merilnega konca ni skladna s temperaturo referenčnega konca (imenovanega tudi hladni konec, tj. konec, povezan z galvanometrom), bo v zanki nastal električni tok. Ta pojav je Seebeckov učinek.
Elektromotorna sila (termoelektromotorna sila), ki nastane v zanki termočlena, je sestavljena iz dveh delov: elektromotorne sile temperaturne razlike in kontaktne elektromotorne sile. Med njimi je kontaktna elektromotorna sila razmeroma majhna in malo vpliva na rezultat meritve. Velikost termoelektromotorne sile je neposredno sorazmerna temperaturni razliki med merilnim in referenčnim koncem. Z merjenjem termoelektromotorne sile lahko natančno izračunamo temperaturo merilnega konca.
Z nenehnim razvojem industrijske tehnologije termoelementi nenehno uvajajo inovacije glede materiala, strukture in zmogljivosti, širi pa se tudi njihov obseg uporabe. Za zunanjetrgovinske stranke, ki se ukvarjajo z industrijsko opremo, instrumenti in drugimi industrijami, je razumevanje ustreznega znanja o termočlenih, vključno z vrstami termočlenov in principom delovanja termočlenov, velikega pomena za racionalno nabavo in učinkovito uporabo. Še naprej se bomo osredotočali na razvoj tehnologije termočlenov in zagotavljali visoko{2}}kakovostne izdelke s termočleni ter strokovno tehnično podporo za globalne stranke.