Princip rada termoparova

Termoparovi rade na principima termoelektrične teorije: kao što je gore spomenuto, kada se temperatura na vrućem kraju promijeni u odnosu na temperaturu na hladnom kraju, zatvoreni krug sastavljen od različitih metalnih žica će generirati promjenu napona.
Da bismo stekli intuitivnije razumijevanje funkcije ovog principa, možemo zamisliti da kada se lonac s ravnim dnom stavi na plinski štednjak, toplinska energija će se brzo prenijeti duž ručke do niskotemperaturnog kraja ruke. U stvari, i električna energija se prenosi na ovaj način, ali efekat nije tako očigledan.
Razlog za to je zato što postoji temperaturna razlika između dvije "krajnje točke" u krugu: kada temperaturna razlika između krajnjih tačaka generiše elektromotornu silu, stvara se struja, a termoparovi koriste priloženi voltmetar za mjerenje struje. Ako se zna da termoelement ima stabilnu početnu temperaturu na kraju niske temperature, može koristiti ova očitavanja napona za izračunavanje tačnog očitavanja temperature na vrućem kraju.
Još jedna stvar koju treba napomenuti je da ako je temperatura dvije krajnje tačke ista, elektromotorna sila generirana na svakoj krajnjoj tački će se poništiti jedna drugu, uzrokujući da neto struja koja teče kroz krajnje tačke bude nula.
Tip termoelementa
Kao što je ranije spomenuto, na današnjem tržištu se prodaju različiti tipovi termoparova koji imaju za cilj rješavanje različitih scenarija primjene ili ekoloških izazova, posebno u različitim temperaturnim rasponima. Obično se razlikuju po slovima, a najčešći tipovi termoparova su J, K, L, N i T.
Ova slova su namijenjena da predstavljaju različite kombinacije metala koje se koriste u terminalima kruga termoparova. To će direktno utjecati na ukupnu temperaturnu osjetljivost i siguran radni opseg opreme.
U ovom dijelu ovog vodiča predstavit ćemo neke različite tipove i konfiguracije termoparova kako bismo razumjeli njihovo okruženje upotrebe i temperaturni raspon.
K-tip termoelementa
Najčešće korišteni tip u mnogim industrijama i odjelima. Termopar K-tipa se sastoji od različitih žica na bazi nikla (obično legure hroma/aluminijumske legure), što je visoko isplativ termoelement koji može postići pouzdanu tačnost u širokom rasponu radnih temperatura.
Termoparovi tipa K se obično koriste u rasponu od -200 do +1260 stepena, sa preciznošću standardne devijacije od ± 0.75%.
Termoparovi tipa K koriste materijale na bazi nikla i imaju širok raspon potencijalnih primjena, odnosno njihove žice mogu biti prikladne za širok raspon temperatura, a također imaju stabilnu otpornost na koroziju i otpornost na oksidaciju.
Žice termoparova tipa K obično se sastoje od približno 90% nikla i 10% hroma kao pozitivne elektrode i približno 95% nikla, 2% aluminijuma, 2% mangana i 1% silicijuma kao negativne elektrode.

J-tip termoelementa
Ovo je još jedan tip koji se široko koristi, sa temperaturnim opsegom manjim od termoparova tipa K (-40 do +750 stepeni), a njihov ukupni vijek trajanja će se također skratiti ako su često izloženi visokim temperaturama. Pozitivna elektroda termoelementa tipa J izrađena je od željezne žice, a negativna od legure bakra nikla (konstantan).
To je relativno jeftin termoelement sa višestrukom upotrebom, posebno pogodan za redukujuće (neoksidirajuće) atmosfere i vakuumska okruženja, sposoban da čita podatke sa brojnih starih tipova opreme i inertnih materijala. Međutim, željezo u termoelementu tipa J lako se oksidira i ne preporučuje se korištenje ovog tipa ako termoelement treba izložiti vlazi.
Termoparovi5
N-tip termoelementa
Žica je sastavljena od nikl hrom silicijum nikl silicijum legure (nikl, hrom i silicijum), sa radnim temperaturnim opsegom od -270 do +1300 stepeni, i mnogim karakteristikama sličnim termoparovima tipa K.
Ali njihova cijena je nešto viša od one termoelementa K-tipa jer prevazilaze određene probleme koje termoelementi K-tipa mogu imati u specifičnim okruženjima i novorazvijeni su proizvod. Osim toga, termoparovi tipa N mogu pružiti bolju stabilnost za nuklearne primjene, a u usporedbi s termoparovima tipa K, otporniji su na ekstremno visoke temperature
Termoparovi6
T-tip termoelementa
Koristeći materijal žice od legure bakra konstantan, sa temperaturnim rasponom između -200 do +350 stepeni, to je posebno stabilna konfiguracija termoelementa. Vrlo je pogodan za različite primjene na niskim temperaturama i ekstremno niskim temperaturama, uključujući različite laboratorijske uvjete i uslove dubokog zamrzavanja, a može dobro raditi i u oksidirajućim atmosferama. Osim toga, ima samo bakarnu žicu u direktnom kontaktu sa sondom i može se koristiti i za diferencijalna mjerenja.