Termočlánky založené na KTMS. Jak to funguje?
Termočlánek je možná nejběžnějším teplotním senzorem v průmyslu. V nejjednodušším případě jsou to jen dva dráty – termoelektrody z různých kovů, na jednom konci svařené, tzn. tvoří „horký“ nebo „pracovní“ spoj. Právě ten je potřeba umístit dovnitř měřeného předmětu, aby se tam zjistila teplota. Název typu termočlánku obsahuje názvy slitin jeho termoelektrod: chromel-alumel (HA „K“), chromel-copel (ХК „L“), platina-rhodium-platina (PP „S“) atd.
Bohužel postupem času termočlánek začíná dávat stále méně přesné údaje – termoEMF se driftuje, což vede ke zvýšení chyby měření. A pak může senzor úplně selhat. Co ale určuje, jak dlouho bude termočlánek fungovat?
Je důležité, aby si termoelektrody uchovaly své chemické složení co nejdéle. To není snadný úkol: čím vyšší teplota, tím více podléhají oxidaci. Tento proces je podobný korozi oceli. Především se to děje kvůli agresivním účinkům kyslíku – reaguje s termočlánkovými slitinami, „bere“ odtud kovy – chrom, nikl, měď – a tvoří s nimi oxidy. Také řada dalších chemických prvků může zoxidovat a zničit termočlánek. Složení média proto velmi ovlivňuje životnost termočlánku.
Kyslík snadno zoxiduje nechráněné termoelektrody při vysokých teplotách
Ukazuje se, že v ideálním případě je třeba hledat snímač s maximální ochranou termoelektrod před agresivním vnějším prostředím. A jednoduché levné termočlánky, jako je otevřený rám DTPHxx1, nejsou vždy vhodné.
Dobře. Termočlánky můžete hledat v ochranných krytech z různých ocelí, slitin a keramiky. Tato možnost však problém vyřeší pouze částečně: čím vyšší je teplota, tím více se roztahují ochranné armatury snímače. To znamená, že je zde více volného prostoru pro hbité škodlivé oxidační molekuly, které snáze proniknou do termoelektrod a zničí je. Ukazuje se, že pro maximální ochranu termočlánku je třeba použít co nejvíce plynových bariér. Zde ale vystupuje do popředí indikátor, jako je tepelná setrvačnost.
Ano, termočlánek můžete umístit například do silného betonového pouzdra nebo do trojitého keramického pouzdra. V tomto případě bude možné jej dobře chránit, ale takový senzor bude reagovat velmi pomalu na změny teploty. Pak může být ovládání pece velmi nepřesné – protože zařízení nebude „vědět“, jaká je skutečná teplota v peci nyní.
Termočlánek uvnitř silnostěnného ochranného pouzdra
To znamená, že je nutné co nejvíce ztížit agresivním plynům přístup k termoelektrodám, přičemž „reakce“ čidla na změny teploty by měla být rychlá.
A bylo nalezeno řešení, které tyto požadavky splňuje – to je MLC!
KTMS – pokročilejší typ termočlánku
MKTMC znamená „Termočlánkový kabel s minerální izolací v ocelovém plášti“. Termoelektrody jsou umístěny uvnitř tenkostěnné trubice vyrobené ze žáruvzdorné nerezové oceli. Volný prostor mezi termoelektrodami a pláštěm je vyplněn periklasem – oxidem hořečnatým MgO. Jedná se o velmi jemný prášek, neutrální vůči termoelektrodám a má vysokou tepelnou vodivost. Oxid hořečnatý je uvnitř MCT zabalen velmi těsně, prakticky zde není prostor pro pronikání kyslíku. Také díky tomu se teplota vnějšího prostředí rychle přenáší na vodiče termočlánku a takové čidlo má rychlou „odpověď“!
S tepelnou roztažností částic periklasu se mikroprostory mezi jeho částicemi zmenšují. Uvnitř MLC není přístup pro agresivní plyny!
Pro kyslík a další oxidační činidla je obtížné proniknout dovnitř MLC
Další výhodou MLC je, že se dá ohýbat. Někdy je to nutné k měření teploty na některém těžko dostupném místě zařízení.
Pro další výrazné zvýšení životnosti teplotních čidel vyrábí firma OWEN rozebíratelné termočlánky s vložkou z MLC a doplňkovou ochranou z kovových nebo keramických krytů.
Průměr KTMS – 3; 4,5 mm; průměr krytu D – 10 nebo 20 mm
Tato konstrukce umožňuje velmi spolehlivě chránit termoelektrody, což zajišťuje normální provoz termočlánků po dlouhou dobu.
Mimochodem, záruční doba na některé termočlánky založené na KTMS – například DTPL (ХК) – je 5 let!
Všechny modely termočlánků, technické specifikace a ceny jsou v katalogu teplotních senzorů OWEN.
© Materiál je chráněn autorským právem společnosti OWEN. Bez předchozího souhlasu držitele autorských práv je zakázáno kopírovat, distribuovat nebo jinak používat informace a předměty tohoto materiálu.