Què és un termopar? Com funciona un termopar? Quines són les condicions necessàries per fer un termopar?

Què és un termopar? Això comença amb el principi de la mesura de la temperatura de termopar. El termopar és un element de detecció de temperatura i un instrument primari. Mesura directament la temperatura i converteix el senyal de temperatura en un senyal potencial termoelèctric, que es converteix en la temperatura del medi mesurat mitjançant un instrument elèctric (instrument secundari). El principi bàsic de la mesura de la temperatura del termopar és que dos conductors de components diferents formen un bucle tancat. Quan hi hagi un gradient de temperatura als dos extrems, un corrent passarà pel bucle. En aquest moment, hi ha una força electromotriu de Seebeck entre els dos extrems: el potencial termoelèctric, que és l’anomenat efecte Seebeck. Els dos conductors homogenis de diferents components són termoparells. L’extrem amb una temperatura més alta és l’extrem de treball i el final amb una temperatura inferior és l’extrem lliure. L’extrem lliure sol estar a una temperatura constant. Segons la relació funcional entre el potencial termoelèctric i la temperatura, es fa una escala de termopar; L’escala s’obté quan la temperatura final lliure és 0 grau. Diferents termoparells tenen diferents escales. Quan un tercer material metàl·lic està connectat al bucle de termopar, sempre que la temperatura dels dos contactes del material sigui el mateix, el potencial termoelèctric generat pel termopar es mantindrà inalterat, és a dir, no es veurà afectat pel tercer metall connectat al bucle. Per tant, quan es mesura la temperatura amb un termopar, es pot connectar un instrument de mesura. Després de mesurar el potencial termoelèctric, es pot conèixer la temperatura del medi mesurat.

Principi de funcionament de termopar:
Dos conductors de components diferents (anomenats fil de termopar o termoelectrode) estan connectats als dos extrems per formar un bucle. Quan la temperatura de la unió és diferent, es generarà una força electromotriu al bucle. Aquest fenomen s’anomena efecte termoelèctric i aquesta força electromotriu s’anomena potencial termoelèctric. Els termoparells utilitzen aquest principi per mesurar la temperatura. Entre ells, el final s’utilitza directament per mesurar la temperatura del medi s’anomena extrem de treball (també s’anomena extrem de mesura), i l’altre extrem s’anomena extrem fred (també anomenat extrem de compensació); L’extrem fred està connectat a l’instrument de visualització o a l’instrument de concordança i l’instrument de visualització indicarà el potencial termoelèctric generat pel termopar.

El termopar és en realitat un convertidor d’energia, que converteix l’energia tèrmica en energia elèctrica i utilitza el potencial termoelèctric generat per mesurar la temperatura. Per al potencial termoelèctric de la termopar, cal destacar els problemes següents:
1: El potencial termoelèctric de la termopar és la diferència de la funció de temperatura als dos extrems del termopar, no la funció de la diferència de temperatura als dos extrems del termopar;
2: La mida del potencial termoelèctric generat pel termopar, quan el material de la termopar és uniforme, no té res a veure amb la longitud i el diàmetre del termopar,
però només amb la composició del material de termopar i la diferència de temperatura als dos extrems;
3: Quan es determina la composició material dels dos cables de termopar de la termopar, la mida del potencial termoelèctric de la termopar només està relacionada amb la diferència de temperatura del termopar; Si la temperatura de l’extrem fred de la termopar es manté constant, el potencial termoelèctric de la termopar només és una funció d’un sol valor de la temperatura final de treball.

Els materials de termopar utilitzats habitualment són:
Número de classificació del termopar Material termopar
Elèctrode l'elèctrode positiu l'elèctrode
S Platinum Rhodium 10 Platí pur
R Platinum Rhodium 13 Platí pur
B Rhodium de platí 30 Ròdi de platí 6
K Nickel-Chromium Níquel-Silicon
T Níquel de coure pur de coure
J Iron Copper-Nickel
N Níquel-crom-silicon níquel-silicon
E Níquel de níquel-níquel-níquel