V oblasti priemyselného merania teploty sú tromi bežnými snímačmi teploty -platinové odporové teplomery so závitovou sondou, pancierové platinové odporové teplomery a pružinové-termočlánky. Aj keď majú podobný vzhľad, výrazne sa líšia v princípe fungovania, konštrukčných vlastnostiach a spôsoboch inštalácie. Nasledujúci text systematicky vysvetľuje, ako rozlišovať medzi tromi a štyrmi rozmermi: princíp činnosti, konštrukčné detaily, spôsob zapojenia a forma inštalácie.
I. Pracovný princíp: Základný rozdiel medzi zmenou odporu a termoelektrickým efektom
Platinové odporové teplomery so závitovou sondou{0}} aj pancierové platinové odporové teplomery sú založené na charakteristike, že odpor kovu sa mení s teplotou. Ich jadrom je snímací prvok z platinového drôtu (ako je Pt100), ktorého hodnota odporu (100Ω pri 0 stupňoch) má lineárny vzťah s teplotou. Meranie vyžaduje externý zdroj konštantného prúdu na budenie a teplota sa vypočítava detekciou zmeny odporu. Sú to pasívne senzory. Vďaka tejto konštrukcii sú vysoko presné v rozsahu nízkych-teplôt (-200 stupňov ~850 stupňov), no sú citlivé na odpor elektródy a na odstránenie chýb je potrebné použiť trojvodičové alebo štvorvodičové pripojenie. Zmenu odporu platinového odporu je potrebné previesť na hodnotu teploty cez externý obvod, takže je pomerne citlivý na elektromagnetické rušenie a vyžaduje ďalšie vodiče na kompenzáciu zmien odporu.
Na druhej strane pružinové-termočlánky využívajú Seebeckov efekt. Teplotný rozdiel na styku dvoch rôznych kovov (ako je nikel-chróm a nikel{3}}kremík pre typ K-) spontánne generuje termoelektrický potenciál na úrovni mikrovoltov-. Nevyžadujú externé napájanie a sú to samogenerujúce sa senzory. Ich výstup signálu je priamy a majú silné-schopnosti proti rušeniu, zvlášť vhodné pre stredne a{10}}teplotné prostredia (-200 stupňov ~1200 stupňov). Na odstránenie chýb spôsobených kolísaním prostredia je však potrebná kompenzácia teploty studených spojov. Kolísanie teploty studeného spoja termočlánku ovplyvní presnosť merania a je potrebné ich korigovať pomocou kompenzačného obvodu studeného spoja alebo softvérového algoritmu.
II. Štrukturálne detaily: Vizuálne porovnanie ochrannej vrstvy a pružinového{1}}naloženého dizajnu
Snímací prvok platinového odporového teplomeru so závitom{0}}je zapuzdrený v kovovej ochrannej trubici. Na konci ochrannej trubice je integrované závitové rozhranie (napríklad M16×1,5, M27×2) pre rýchlu inštaláciu alebo odstránenie. Kovové ochranné rúrky poskytujú mechanickú pevnosť, ale majú pomalší čas odozvy, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie vyžadujúce častú údržbu alebo kalibráciu, ako je meranie teploty na povrchoch rúr alebo krytoch zariadení.
Štruktúra jadra platinového odporového teplomera s plášťom pozostáva z kovovej ochrannej trubice a izolátora z oxidu horečnatého s vysokou{0}}hustotou. Jeho snímací prvok je úplne utesnený v ochrannej trubici z nehrdzavejúcej ocele naplnenej práškom oxidu horečnatého s vysokou -hustotou ako izolantom, ktorý tvorí robustnú plášťovú štruktúru. Výsledkom tohto dizajnu je menší priemer (zvyčajne 3-8 mm) a umožňuje ohýbanie, vďaka čomu je vhodný pre úzke potrubia alebo drsné prostredia. Plášťová štruktúra zvyšuje odolnosť proti znečisteniu a mechanickú pevnosť, pričom rýchlosť odozvy je medzi rýchlosťou s pohyblivým závitovým typom a typom s poistným krúžkom.
Snímací prvok termočlánku s poistným{0} krúžkom je zapuzdrený v kovovej ochrannej trubici s konektorom s poistným krúžkom integrovaným na konci trubice pre bezpečné pripojenie k zariadeniu. Konštrukcia poistného-krúžku zjednodušuje proces inštalácie a je vhodná pre aplikácie vyžadujúce rýchlu inštaláciu a tam, kde je médium trochu korozívne, ako sú laboratórne zariadenia alebo malé reaktory. Kovová ochranná trubica poskytuje mechanickú ochranu, ale rýchlosť odozvy je o niečo pomalšia ako pri opláštenom type.
III. Spôsoby zapojenia: Počet vodičov a kľúčové stopy z obalené vodiče
Platinové odporové teplomery s pohyblivou závitovou sondou-musia používať troj-vodičový alebo štvorvodičový-systém s tromi alebo štyrmi vodičmi. Drôty sú hrubšie a jasne farebne-označené, takže zapojenie je zložité a vyžaduje si profesionálnu kalibráciu.
Platinové odporové teplomery s plášťom tiež používajú troj{0}}vodičový alebo štvorvodičový- systém, ale vodiče sú vedené cez izolátor vo vnútri plášťovej konštrukcie, čím sa zabraňuje rušeniu vonkajšími vodičmi a zvyšuje sa presnosť merania.
Termočlánky so zaklapávacím{0} krúžkom vyžadujú iba dva vodiče, ktoré sú vedené priamo zo svoriek vo vnútri ochrannej trubice. Zapojenie je jednoduché, ale je potrebná kompenzácia studených spojov.
IV. Inštalačné formuláre: Presné prispôsobenie upevňovacích mechanizmov a použiteľných scenárov
Platinové odporové teplomery s pohyblivou závitovou sondou- sa pripevňujú k zariadeniu zaskrutkovaním, čo uľahčuje demontáž a kalibráciu. Sú vhodné na meranie teploty na povrchu potrubia alebo puzdra zariadení. Pancierové platinové odporové teplomery využívajú na montáž priame zasunutie alebo stlačenie. Flexibilný pancierový plášť im umožňuje prispôsobiť sa zložitým inštalačným prostrediam, ako sú úzke potrubia alebo aplikácie vyžadujúce rýchlu reakciu.
Pružinové-termočlánky majú ako svoju základnú charakteristiku{1}}pružinový konektor. Pružinový mechanizmus bezpečne pripevňuje termočlánok k telu zariadenia, ponúka jednoduchú obsluhu a dobré utesnenie. Sú vhodné pre stredné-až{5}}nízkotlakové systémy vyžadujúce rýchlu inštaláciu, ako sú malé a stredné-zariadenia v chemickom, ropnom a energetickom priemysle.
