Aplicación de termopar en la producción industrial

1. Principle

Se unen dos conductores con diferentes componentes (alambre de termopar o termodo) en ambos extremos para formar un circuito. Cuando la temperatura de la unión es diferente, se generará una fuerza electromotriz en el circuito. Este fenómeno se llama efecto termoeléctrico, y esta fuerza electromotriz se llama fuerza termoeléctrica. El extremo utilizado directamente para medir la temperatura del medio se llama extremo de trabajo (el extremo de medición), y el otro extremo se llama extremo frío (el extremo de compensación); El extremo frío está conectado al instrumento de pantalla o al instrumento de soporte, y el instrumento de visualización indicará el potencial termoeléctrico generado por el termopar.

El termopar es en realidad un tipo de convertidor de energía, que convierte la energía térmica en energía eléctrica, utilizando el potencial termoeléctrico generado para medir la temperatura. Para el potencial termoeléctrico, se deben prestar atención a los siguientes problemas:

(1) El potencial termoeléctrico es la diferencia de función de temperatura entre los dos extremos del extremo de trabajo termopar, no la función de la diferencia de temperatura entre el extremo frío y el extremo de trabajo del termopar;

(2) La magnitud del potencial térmico generado por un termopar, cuando el material es homogéneo, no tiene nada que ver con la longitud y el diámetro del termopar, pero solo con la composición del material y la diferencia de temperatura entre los dos extremos;

(3) Cuando se determina la composición del material de los dos cables de termopar, el potencial termoeléctrico solo está relacionado con la diferencia de temperatura del termopar; Si la temperatura del extremo frío se mantiene constante, el potencial termoeléctrico del termopar es solo una función de valor único de la temperatura del extremo de trabajo. Suelte dos conductores o semiconductores de diferentes materiales para formar un circuito cerrado. Cuando hay una diferencia de temperatura entre los dos puntos de fijación, se genera una fuerza electromotriz entre los dos, formando así una corriente grande y pequeña en el circuito. Este fenómeno se llama efecto termoeléctrico. Termocouple utiliza este efecto para trabajar.

1. Función El termopar es el dispositivo de temperatura más utilizado en la medición de la temperatura. Sus características principales son el rango de medición de temperatura amplia, el rendimiento relativamente estable, la estructura simple, la buena respuesta dinámica y la capacidad de transmitir señales eléctricas de 4 ~ 20 mA de forma remota, lo que es conveniente para el control automático y el control centralizado. El principio de medición de temperatura del termopar se basa en el efecto termoeléctrico.

El potencial termoeléctrico generado en el circuito cerrado consiste en dos potenciales; potencial termoeléctrico y potencial de contacto. El potencial termoeléctrico se refiere al potencial generado por los dos extremos del mismo conductor debido a diferentes temperaturas. Diferentes conductores tienen diferentes densidades de electrones, por lo que generan diferentes potenciales. Como su nombre lo indica, el potencial de contacto se refiere cuando dos conductores diferentes están en contacto. Debido a que sus densidades de electrones son diferentes, se produce una cierta cantidad de difusión de electrones. En la actualidad, existe una especificación estándar para el termopar utilizada en el mundo. A nivel internacional, termopar dividido en ocho divisiones diferentes, a saber, B, R, S, K, N, E, J y T. La temperatura más baja se puede medir a menos de 270 ° C y el más alto puede alcanzar 1800 ° C. Entre ellos, B, R y S pertenecen al termopar de la serie de platino. Debido a que el platino es un metal pesado, también se llaman termopar de metal noble y el resto se llama termopar de metal barato. Hay dos tipos de estructuras de termopar, tipo común y tipo MI. El tipo común generalmente está compuesto de electrodos térmicos, tubos aislantes, envoltura protectora y cajas de unión, mientras que el termopar de MI es una combinación sólida de cables de término, materiales aislantes y shaleo protector metálico que están ensamblados y estirados. Sin embargo, la señal eléctrica del termopar necesita un cable especial para transmitir, y este cable se llama cable de compensación. Diferentes termopar requiere diferentes cables de compensación, y su función principal es conectarse con el termopar para que la unión de referencia del termopar esté lejos de la fuente de alimentación, estabilizando así la temperatura de la unión de referencia.

El cable de compensación se divide en tipo de compensación y tipo de extensión. La composición química del cable de extensión es la misma que la del termopar a ser compensado. Sin embargo, en la práctica, el cable de extensión no está hecho del mismo material que el termopar. Generalmente se reemplaza por un cable con la misma densidad de electrones que el termopar. La conexión entre el cable de compensación y el termopar generalmente es muy clara. El polo positivo está conectado al cable rojo del cable de compensación, y el polo negativo está conectado a los colores restantes. La mayoría de los cables de compensación general están hechos de aleación de cobre-níquel.

2. Tipo N ThermoCouple y su aplicación <33

(1) Concepto básico

El termopar de níquel-cromo-nickel-silicio (tipo N) es un termopar de aleación estandarizado a base de níquel con un gran potencial de desarrollo. Es un termopar estándar internacional reconocido, y su división es N. Su electrodo positivo contiene 84% de níquel, 14% ~ 14.4% de cromo, 1.3% ~ 1.6% de silicio y no más del 0.1% de otros elementos; El electrodo negativo contiene 95% de níquel, 4.2% ~ 4.6% de silicio y 0.5% ~ 1.5% de magnesio. La resistencia térmica tipo N es un tipo de termopar de metal barato que se puede usar a 1200 ° C, que es mejor que la resistencia térmica de tipo k. Tiene una fuerte resistencia a la oxidación y no se ve afectado por el pedido de corto alcance. El termopar de tipo N, como el termopar de tipo k, no se puede usar en una atmósfera alternativa de oxidación y no puede usarse al vacío.

(2) Aplicación

La mayoría de las principales mediciones de temperatura de vapor en las centrales de energía térmica en China usan termopar de tipo K como elementos primarios, y actualmente existe un problema de precisión de medición de baja temperatura. Para mejorar la precisión de la medición principal de la temperatura de vapor, es una medida técnica efectiva para reemplazar el termopar de tipo K con termopar de tipo N. En la actualidad, se ha utilizado termopar de tipo N en la medición de la temperatura de vapor principal de la planta de energía térmica. Tiene las ventajas de las características termoeléctricas estables, la larga vida útil y el pequeño error no lineal, lo que mejora la precisión de la medición principal de la temperatura de vapor y cumple con los requisitos de las regulaciones de operación de la unidad de potencia térmica. Según la aplicación exitosa del termopar de tipo N para medir la temperatura principal del vapor, también se puede utilizar para medir la temperatura de las paredes metálicas, como los sobrecalentadores y los cilindros.

3. Conclusión

La importancia del termopar en la producción industrial es incomparable. Es precisamente por su aplicación que nuestra producción se vuelve más conveniente, más rápida y más precisa. Especialmente para el termopar de tipo N, debido a su buena estabilidad y alta precisión, ha reemplazado gradualmente el termopar de tipo K en la producción industrial, por lo que las perspectivas de desarrollo del termopar de tipo N en la producción industrial, especialmente en las plantas de energía térmica, son ilimitadas.