Termokopel Mereka adalah perangkat yang banyak digunakan di industri untuk pengukuran suhu. Berkat keserbagunaannya, biaya rendah, dan ketahanannya, termokopel telah menjadi salah satu pilihan paling populer untuk memantau dan mengukur suhu secara akurat di berbagai lingkungan. Desain dan pengoperasiannya didasarkan pada prinsip fisik sederhana, namun dengan penerapan mulai dari proses industri hingga penelitian ilmiah.
Ada beberapa jenis termokopel, masing-masing dirancang untuk rentang suhu dan kondisi lingkungan yang berbeda. Pada artikel ini, kita akan mempelajari secara mendalam berbagai jenis termokopel, aplikasinya, fitur utama, dan cara memilih termokopel yang paling sesuai berdasarkan lingkungan dan kebutuhan pengukuran spesifik.
Apa itu termokopel?
Un termokopel Ini adalah sensor yang mengukur suhu melalui penyatuan dua konduktor logam yang berbeda. Konduktor ini menghasilkan tegangan yang bervariasi sesuai perbedaan suhu antara ujung sensor, sehingga suhu yang tepat pada titik pengukuran dapat ditentukan. Fenomena ini disebut Efek Seebeck, yang merupakan dasar pengoperasian termokopel.
Prinsip operasi
Seperti yang kami sebutkan, termokopel didasarkan pada Efek Seebeck. Ketika dua logam ditempatkan dalam kontak dan mengalami perbedaan suhu, mereka menghasilkan tegangan. Salah satu ujung termokopel bersentuhan dengan benda yang suhunya diukur (yaitu ikatan panas), sedangkan ujung lainnya disimpan pada suhu yang diketahui, misalnya suhu ruangan (the persatuan dingin).
Tegangan yang dihasilkan ini diubah menjadi pembacaan suhu yang berguna. Penting untuk dicatat bahwa sinyal keluaran dari termokopel sangat kecil, biasanya dalam milivolt, sehingga rangkaian amplifikasi diperlukan untuk menerjemahkan sinyal tersebut menjadi angka yang dapat diatur.
Jenis termokopel
Ada beberapa jenis termokopel tergantung pada bahan penyusun konduktornya, dan setiap jenis memiliki sifat unik dalam hal rentang suhu dan akurasi. Di bawah ini kami menjelaskan yang paling umum.
Termokopel tipe K
Termokopel tipe K Ini adalah yang paling umum di industri ini. Itu terdiri dari kombinasi nikel-kromium (Chromel®) sebagai elemen positif dan nikel-aluminium (Alumel®) sebagai elemen negatif. Ini ideal untuk mengukur suhu dalam rentang luas dari -200°C hingga 1250°C.
Termokopel jenis ini sangat berguna di lingkungan di mana terjadi oksidasi dan atmosfer bersuhu tinggi. Biayanya yang rendah dan daya tahannya menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk aplikasi industri yang luas.
Termokopel tipe J
Termokopel tipe J Ia dikenal karena penggunaannya di lingkungan dengan suhu berkisar antara -210°C hingga 760°C. Ini terdiri dari besi sebagai konduktor positif dan konstanta (paduan tembaga-nikel) sebagai konduktor negatif.
Ini adalah salah satu termokopel yang lebih murah dan cocok untuk lingkungan tidak melebihi 760°C, karena besi cepat teroksidasi pada suhu yang lebih tinggi. Oleh karena itu, ini ideal untuk aplikasi yang memerlukan sensor berbiaya rendah dan suhu sedang.
Termokopel tipe T
El Termokopel tipe T Ini sangat baik untuk pengukuran suhu rendah, seperti yang berkisar antara -200°C hingga 350°C. Pengemudinya terdiri dari tembaga di sisi positif dan konstanta di sisi negatif. Ini adalah salah satu yang terbaik dalam hal stabilitas dan presisi ketika bekerja dalam rentang kriogenik atau atmosferik non-ekstrim.
Termokopel logam mulia: tipe R, S dan B
Ini jenis termokopel Bahannya sebagian besar terbuat dari logam mulia seperti platinum, sehingga ideal untuk aplikasi yang memerlukan pengukuran suhu sangat tinggi, hingga 1700°C. Mereka sangat presisi dan stabil, tetapi juga mahal.
Termokopel tipe R menggunakan kombinasi dari platinum-rhodium sebagai pengemudi. Cocok untuk suhu hingga 1450°C dan sangat stabil, sehingga cocok untuk laboratorium dan lingkungan dengan presisi tinggi.
El termokopel tipe S Mirip dengan tipe R, namun rasio platinum-rhodiumnya sedikit berbeda, sehingga cocok untuk aplikasi yang memerlukan tingkat stabilitas dan daya tahan yang tinggi.
Termokopel tipe B Ia menonjol karena kemampuannya mengukur suhu yang sangat tinggi, hingga 1700°C, tanpa memerlukan kompensasi di persimpangan dingin hingga 50°C. Hal ini membuatnya berguna dalam aplikasi industri berisiko tinggi dan lingkungan yang tidak bersahabat.
Termokopel tipe N
El Termokopel tipe N Ini dikembangkan sebagai evolusi dari tipe K, dan ditandai dengan ketahanan yang lebih besar terhadap oksidasi dan stabilitas pada suhu tinggi. Ini menggunakan paduan nikrosil y nihil, yang memungkinkannya beroperasi dalam rentang hingga 1280°C.
Termokopel jenis ini merupakan pilihan ideal untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan tinggi terhadap degradasi termal dan daya tahan jangka panjang.
Rentang dan batas kesalahan termokopel
Standar IEC 60584-1 menetapkan rentang suhu dan batas kesalahan yang berbeda untuk setiap jenis termokopel. Meskipun bervariasi tergantung pada diameter kawat dan kondisi lingkungan, secara umum, hal-hal berikut dapat didefinisikan:
- Tipe J: -210°C hingga 760°C, dengan error ±2.2°C atau ±0.75%
- Tipe K: -200°C hingga 1250°C, dengan error ±2.2°C atau ±0.75%
- Tipe T: -200°C hingga 350°C, dengan error ±1.0°C atau ±0.75%
- Tipe N: -200°C hingga 1280°C, dengan error ±2.2°C atau ±0.75%
Bagaimana cara memilih termokopel yang tepat?
Pilih termokopel yang sesuai Hal ini bergantung pada beberapa faktor, seperti kisaran suhu yang ingin diukur, lingkungan di mana sensor akan digunakan, dan anggaran yang tersedia. Penting untuk mempertimbangkan aspek-aspek seperti:
- Suhu maksimum dan minimum: Setiap jenis termokopel memiliki rentang operasi tertentu.
- Ruang Operasi: Oksidasi, reduksi, atmosfer kriogenik, dll., dapat mempengaruhi daya tahan sensor.
- Ketahanan kimia: Beberapa material lebih rentan terhadap korosi, yang akan mempengaruhi umur sensor.
- Precisión: Semakin besar presisinya, biaya umumnya meningkat, sehingga merupakan faktor yang harus diseimbangkan dengan fungsionalitas.
Aplikasi umum
Los termokopel Mereka digunakan dalam jutaan aplikasi di berbagai industri karena keserbagunaan dan ketahanannya. Beberapa contohnya meliputi:
- Pembangkit energi di mana suhu turbin dan komponen penting lainnya dipantau.
- Laboratorium penelitian dimana diperlukan ketelitian yang tinggi dalam pengukuran pada suhu ekstrim, baik tinggi maupun rendah.
- Proses industri seperti otomatisasi pabrik, di mana kebutuhan akan pemantauan termal bersifat konstan.
Kelebihan dan kekurangan termokopel
Meskipun digunakan secara luas, tidak semua lingkungan cocok untuk termokopel. Mari kita analisa kekuatan dan kelemahannya.
keuntungan
- Kekokohan dan daya tahan bahkan dalam kondisi ekstrim.
- Biaya rendah dibandingkan dengan sensor lain seperti RTD.
- Kisaran suhu yang luas, dari aplikasi kriogenik hingga kontrak suhu tinggi.
kerugian
- Presisi terbatas dibandingkan dengan teknologi yang lebih maju seperti RTD.
- Sensitivitas terhadap kebisingan listrik, terutama pada kabel yang panjang.
- Perlu diterapkan kompensasi persimpangan dingin untuk mendapatkan pembacaan yang akurat.
Saat mencoba memilih termokopel yang sesuai untuk aplikasi tertentu, penting untuk mempertimbangkan semua faktor ini, dengan mempertimbangkan keunggulan yang ditawarkannya, seperti biaya rendah dan jangkauan pengoperasian yang luas, dibandingkan keterbatasan akurasi dan kepekaan terhadap lingkungan. . Termokopel terus menjadi salah satu solusi paling efisien dan serbaguna untuk mengukur suhu dalam aplikasi industri yang sangat menuntut.