Поверхностные термоэлектрические преобразователи: ключевые особенности

Мир не стоит на месте – он постоянно усовершенствуется. Бизнес идёт по пятам за переменами в обществе с непременным устремлением сегодня быть лучше, чем вчера, а завтра — лучше, чем сегодня. Компания, начинающая новый день со свежими предложениями о переменах, обречена процветать и развиваться. Технологическая доля в процессах создания продуктов с каждым днём увеличивается, оттесняя человека из производственных цепочек. В связи с надвигающимся господством автоматизации следует обратить особое внимание на возможные очаги форс-мажорных обстоятельств и контроля за исключением таковых из рутинного производства – для осуществления задач подобного рода предприятия используют различные контрольно-измерительные приборы(КИП), в частности, поверхностные термоэлектрические преобразователи сопротивления. Величины измерения определяют конструкцию и назначение устройств, различают следующие виды КИП: измерители давлений, расходные измерители, измерители уровней, газоанализаторы, а также измерители температур, которые мы рассмотрим в представленной статье.

Понятие термоизмерителя. Эффект Зеебека в деталях

Открытие эффекта Зеебека относится к 1821 году: в замкнутой цепи, состоящей из неоднородных полупроводников, возникает термоэлектрическая сила (термо-ЭДС), если в местах спая поддерживается неодинаковая температура. Цепь, состоящая исключительно из двух разнородных проводников, обозначается термоэлементом или термопарой контактно-поверхностного действия. Завершающим штрихом в термометре сопротивления является наличие измерительного прибора в цепи. Величина возникающей силы в первой итерации находится в зависимости лишь от сырья проводников и теплоподачи на горячие и холодные спаи.
Возникновение эффекта Зеебека связывают со следующими факторами:

• • Объемная разность потенциалов.

Если на поверхности проводника имеется градиент температуры, электроны на конце в горячей среде обладают энергиями и скоростями высшей степени относительно холодной; также концентрация электронов проводимости в полупроводниках возрастает относительно температуры, благодаря чему образуется поток электронов от горячего конца к холодному. На холодном конце собирается заряд минус, а на горячем остаётся нескомпенсированный заряд плюс. Процесс возрастания заряда не останавливается до наступления момента, когда созданная разность потенциалов не вернёт равный предшествующий поток электронов в обратном направлении, в следствие установится равновесие.

ЭДС, подчиняющаяся такому механизму, называется объёмной.

• • Контактная разность потенциалов.

В случае наличия контакта между полупроводниками химические потенциалы электронов уравниваются и возникает контактная разность потенциалов.
В точке совмещения существует электрическое поле, сосредоточенное в тонком приконтактном слое. В замкнутой цепи из двух металлов, разность возникает на обоих контактах. Электрополе в них будет направлено идентично. Это значит, что при совершении обхода по замкнутому контуру, в одном контакте обход будет происходить по полю, а в другом — против него. В таком случае величина векторной циркуляции электронов будет равной нулю, но если изменить температуру одного из контактов, энергия в электрополе изменится, а значит изменится и сама разность потенциалов и циркуляция электронов будет отличной от нуля, то есть внутри замкнутой цепи возникнет ЭДС. Такая ЭДС именуется контактной. Если на контакты подана идентичная температура, и контактная, и объемная ЭДС устраняются.
Величина термо-ЭДС замеряется в милливольтах на 100°С разности температур спаев. Например, пара М-КН сообщает 4,28 мВ/100°С, ХМ-АМ — 4,1 мВ/100°С.

Справочная таблица Термо-ЭДС некоторых металлов

Металл	U (мВ/К)
Bi	-8
Ni	-2.2
Pt	-0.7
Hg	-0.3
Al	-0.3
Pb	-0.3
Ag	-0.05
Cu	0
Cd	+0.1
Fe	+1.0
Sb	+4.0

Поверхностные термометры

Спектр отраслей производства, где применяются термопреобразователи сопротивления поверхностные, сегодня достаточно объемен: химическая промышленность, энергетический сектор, нефтедобыча и нефтепереработка и т.д.
Конструктивные особенности поверхностных термопреобразователей сопротивления предполагают оконечник в виде контактной площадки из материалов с высокой теплопроводимостью при подаче сопротивления на изолированный соединительный кабель повышенной гибкости, произведенный из релевантных агрегату материалов. В замерах контактными преобразователями выделяют обыкновенно два нюанса: первая – сложность поддержания равных температур на поверхности термопреобразователя и измеряемой плоскости; другая – исключение случаев искажения снимаемых приборами температур в точке измерения термопреобразователем.

Теплопотери в этих случаях создает недостаточный контакт приборов с плоскостями; негерметичные условия работы(наличие зазоров в точках контакта); слои слабой проводимости, например, загрязнения. Для избегания рекомендуем припаивать\ приваривать оконечники или использовать зажимы. Справедливо отметить, что с движущимися поверхностями возможно использование бесконтактных методов измерения – по излучению от них, однако, когда в условиях зона видимости ограничена, задействование поверхностного термометра сопротивления является единственным существующим способом замера. Компания ООО НПК “Приборист” основана в 1990 году и является ведущим представителем производства термометров сопротивления. Наша продукция отличается высоким качеством исполнения и широкой номенклатурой возможных модификаций термопреобразователей.

Предполагаем, представленная информация помогла вам устранить пробелы в понимании сущности процесса контактно-поверхностного термоизмерения, и благодаря этому определиться с необходимым оборудованием станет проще. Желаем вам удачных приобретений!