Termopary płaszczowe z serii PTTJ, PTTK, PTTN, PTTS

Płaszczowe czujniki temperatury

Termopary płaszczowe – płaszczowe czujniki termoelektryczne z serii PTTJ, PTTK, PTTN, PTTS.

Płaszczowe czujniki termoelektryczne (inaczej termopary płaszczowe) z serii PTTJ, PTTK, PTTN, PTTS to termoelektryczne czujniki temperatury przeznaczone głównie do pomiaru temperatury cieczy, gazów oraz elementów maszyn i urządzeń. Czujniki płaszczowe stosowane są wszędzie tam, gdzie wymagana jest mała średnica elementu pomiarowego, duża elastyczność, szybki czas odpowiedzi oraz odporność na wstrząsy. Termopary płaszczowe stosowane są najczęściej w piecach i liniach do obróbki cieplnej i chemicznej, głównie do pieców do harowania i wyżarzania elementów maszyn i urządzeń. Głównym odbiorcą czujników płaszczowych są zakłady zajmujące się produkcją elementów dla przemysłu lotniczego i motoryzacyjnego.

Czujniki płaszczowe stosowane w produkcji elementów lotniczych i samochodowych wymagają spełnienia wysokich wymogów odnośnie dokładności i stabilności samych termopar, a także całych torów pomiarowych. Termopary takie produkowane są w klasie dokładności wyższej niż klasa 1. Dopuszczalna odchyłka takich termopar wg normy AMS2750E nie może przekraczać +/-1,1°C  lub 0,4% w całym zakresie (w zależności co większe). Ponadto płaszczowe czujniki temperatury znajdują zastosowanie w kotłach energetycznych, piecach próżniowych, piecach z atmosferą ochronną, suszarniach, autoklawach, wtryskarkach i wytłaczarkach do tworzyw sztucznych i gumy, piecach laboratoryjnych, itp.

Termopara płaszczowa - budowa
Termopara płaszczowa – budowa

Termopary płaszczowe posiadają wiele zalet m.in.: niewielkie wymiary, wysoką rezystancję izolacji i duża odporność na agresywne środowisko oraz drgania. Płaszczowe czujniki temperatury składają się z dwu drutów termoparowych, odizolowanych od siebie silnie sprasowanym tlenkiem magnezu oraz zewnętrznego płaszcza metalowego zapewniającego osłonę mechaniczną i chemiczną spoiny pomiarowej. Sprasowany tlenek magnezu pełni rolę izolatora elektrycznego dla drutów termoparowych oraz zapewnia termoparze płaszczowej wysoką elastyczność i odporność na wibrację i wstrząsy.

Płaszcz termopary płaszczowej w zależności od aplikacji może być wykonany ze stali nierdzewnej (np. 1.4541) lub stali żaroodpornej (Inconel600). Dla bardzo wymaganych aplikacji płaszczowe czujniki temperatury mogą być wykonane z materiałów typu: Nicrobel, Pyrosil, Omegaclad XL, platyny, molibdenu lub tytanu. W niektórych aplikacjach stosuje się płaszczowe termopary platynowe, których elementem pomiarowym może być termopary typu S, R lub B. Płaszczowe czujniki platynowe mogą być wykonane w płaszczu z materiałów żaroodpornych typu Inconel6000, platyny (Pt10), tytanu lub molibdenu. W wersji płaszczowej dostępne są również tzw. termopary wysokotemperaturowe (wolframowo-renowe) typu C lub D.

Materiał płaszcza termopary odgrywa bardzo ważną rolę, oprócz średnicy i typu termopary wpływa na temperaturę pracy i żywotność termopary. I tak dla termopary płaszczowej wykonanej ze stali nierdzewnej zalecana temperatura pracy wynosi max 750-800°C, dla termopary z płaszczem wykonanym z materiału typu Inconel600 temperatura pracy wynosi 1100-1150°C. Czujniki płaszczowe których płaszcz wykonany ze specjalnych materiałów typu Nicrobel, Pyrosil lub Omegaclad XL mogą pracować nawet do 1250°C, a krótkotrwale nawet do 1335°C. Termopary z płaszczem z tytanu lub molibdenu mogą pracować nawet do 2200°C.

Na temperaturę pracy czujnika płaszczowego ma również wpływ rodzaj termopary. Termopary płaszczowe typu J (Fe-CuNi) mogą pracować do 750°C, termopary typu K (NiCr-Ni) lub N (NiCrSi-NiSi) w płaszczu ze stali żaroodpornej (np. Inconel600) mogą pracować do 1150°C. Natomiast termopary typu N (NiCrSi-NiSi), S (PtRh10-Pt), R (PtRh13-Pt) lub B (PtRh30-PtRh6) w płaszczu wykonanym ze platyny, tytanu lub molibdenu mogą pracować nawet do 1300-1450°C. Produkowane są również czujniki płaszczowe do pomiaru bardzo wysokich temperatur, są to termopary typu C i D (wolframowo-renowe). Termopary te produkowane w płaszczu wykonanym z tytanu lub molibdenu, umożliwiają pomiar temperatury do 2200-2300°C.

Maksymalna temperatura pracy termopary płaszczowej zależny również od średnicy płaszcza oraz grubości ścianki płaszcza, im mniejsza średnica i grubość płaszcza tym krótsza żywotność oraz niższa zalecana temperatura pracy termopary. Standardowo płaszczowe czujniki temperatury dostępne są w następujących średnicach: 0.5mm, 1.0mm, 1.5mm, 2.0mm, 3.0mm. 4.5mm, 6.0mm. Na życzenie dostępne płaszczowe czujniki temperatury o średnicy 8.0mm, 10.0mm lub 12.0mm (są to zazwyczaj płaszcze grubościenne, z podwójną grubością płaszcza).

Termopary płaszczowe
Termopary płaszczowe

Średnica płaszcza termopary decyduje o odporności na temperaturę i warunki panujące w mierzonym ośrodku oraz o jej czasie reakcji. Przy wyborze średnicy płaszcza termopary należy wybrać kompromis pomiędzy:

  • czasem reakcji
  • elastycznością
  • małymi wymiarami
  • odpornością na temperaturę
  • odpornością mechaniczną
  • wytrzymałością na korozję

Czujniki płaszczowe mogą być wykonywane jako pojedyncze (1x) lub podwójne (2x). Na życzenie klienta dla pewnych średnic mogą być wykonane czujniki potrójne (z trzema obwodami pomiarowymi).

Termopary płaszczowe (czujniki termoelektryczne) PTTJ, PTTK, PTTN, PTTS.

Spoina pomiarowa termopary płaszczowej.

Termopary płaszczowe mogą wykonywane ze spoiną pomiarową odizolowaną lub uziemioną od płaszcza. Spoina pomiarowa jest to miejsce połączenia dwóch drutów termoparowych, jest to właściwy czujnik temperatury. Spoina pomiarowa może być wykonana na wiele różnych sposobów. Najczęściej są wykonywane spoiny pomiarowe termopary płaszczowej jako:

  • Odizolowana spoina pomiarowa termopary
    Odizolowana spoina pomiarowa termopary

    Spoina odizolowana termopary: spoina pomiarowa termopary jest odizolowana galwanicznie od osłony czujnika (płaszcza), która jest szczelnie zamknięty (zaspawany). Jest to standardowy rodzaj spoiny, stosowany głównie w ośrodkach przewodzących lub gdy wymagane jest odizolowanie elektryczne obwodu pomiarowego.

 

 

  • Uziemiona spoina pomiarowa termopary
    Uziemiona spoina pomiarowa termopary

    Spoina uziemiona termopary: spoina pomiarowa termopary jest połączona galwanicznie z osłoną czujnika (płaszczem), która jest szczelnie zamknięta (zaspawana). Zapewnia to krótki czas reakcji na zmianę temperatury, przy zachowaniu ochrony na zewnętrzne czynniki środowiska (ciecze, gazy). Spoina uziemiona jest stosowana w ośrodkach nieprzewodzących oraz wszędzie tam, gdzie nie jest wymagane odizolowanie elektryczne obwodu pomiarowego.

 

Dzięki swojej budowie i silnemu sprasowaniu izolacji, czujniki płaszczowe są bardzo giętkie i elastyczne, mogą być dowolnie kształtowanie przy zachowaniu minimalnego promienia gięcia (3x średnica zewnętrzna płaszcza).

Rodzaj termopary, materiał płaszcza, średnica płaszcza oraz jej wykonanie muszą być dobierane indywidualnie dla danej aplikacji, warunków pracy, maksymalnej temperatury pracy oraz miejsca montażu i wymagań odnośnie dokładności pomiaru. Standardowo termopary wykonywane są w klasie dokładności 1 (+/-0.4%) lub klasie dokładności 2 (+/-0,75%). Na życzenie klienta wykonywane są termopary w klasie dokładności lepszej niż klasa 1, są to termopary których błąd nie przekracza +/-1.1°C lub 0.4% wartości mierzonej w całym zakresie pracy. Termopary te spełniają wymagania normy AMS2750E.

Termopary płaszczowe wchodzą w skład typowego układu pomiarowego temperatury, w którego skład wchodzą mierniki temperatury, regulatory temperatury oraz rejestratory temperatury. Termopary są montowane w urządzeniach i liniach produkcyjnych w których wymagana jest ciągła kontrola temperatury, która wpływa na jakość produktu końcowego.

Aby dobrać odpowiednie wykonanie termopary płaszczowej należy określić:

  • typ termoelementu (termopary)
  • materiał osłony (płaszcza)
  • średnicę osłony (płaszcza)
  • rodzaj spoiny pomiarowej
  • rodzaj przyłącza elektrycznego (głowica, przewód, wtyk, itp.)

Zobacz płaszczowe czujniki temperatury oferowane przez naszą firmę.