Pinta--tiiviste--tyyppinen termopari, joka tunnetaan myös nimellä aluslevyn lämpöpari tai tiiviste{2}}asennettava pinta-anturi, on erikoistunut ei-invasiivinen lämpötilanmittauslaite, joka on suunniteltu kiinnitettäväksi suoraan tasaisiin tai kaareviin pintoihin ilman porausta, hitsausta tai tunkeutumista mitattavaan kohteeseen. Se toimii Seebeck-ilmiöllä, jossa kahden erilaisen metallin (termoparilangan) liitos tuottaa pienen jännitteen, joka on verrannollinen kuuman mittausliitoksen ja kylmän vertailuliitoksen väliseen lämpötilaeroon. Tämä jännite muunnetaan sitten lämpötilalukemaksi yhteensopivalla instrumentilla, jossa on kylmäliitoksen kompensointi.
Toisin kuin asettavat -tyyliset anturit, jotka vaativat reikiä tai upottamista väliaineeseen, tiiviste-tyyppiset termoparit perustuvat läheiseen pintakosketukseen ohuen metallialuslevyn tai tiivisteen kautta, joten ne sopivat ihanteellisesti sovelluksiin, joissa invasiivinen asennus on epäkäytännöllistä, kiellettyä tai vaarantaisi rakenteen eheyden.
Pääkomponentit sisältävät
Lämpöparielementit: Yleisimmin K-tyyppiä (nikkeli-kromi/nikkeli-pii) sen laajan valikoiman (-200 asteesta +1350 asteeseen), kohtuuhintaisuuden ja luotettavuuden vuoksi hapettavassa ympäristössä. Vaihtoehtoja ovat tyyppi T (kupari/konstantaani) alhaisemmille lämpötiloille ja parempaan tarkkuuteen kryogeenisistä kohtalaisiin alueilla (-200 asteesta +350 asteeseen) tai tyyppi J (rauta/konstantaani) yleiskäyttöön noin 750 asteeseen asti. Kaksi lankaa hitsataan tai puristetaan tasaisen tai hieman kohotetun mittausliitoksen muodostamiseksi, joka on optimoitu pintakosketusta varten.
Eristyskerros: Erittäin{0}}puhtaus magnesiumoksidi (MgO) -jauhe on tiivistetty tiiviisti lämpöparin johtojen ympärille, mikä tarjoaa erinomaisen sähköeristyksen, korkean lämmönjohtavuuden nopeaa lämmönsiirtoa varten ja suojaa kosteudelta ja tärinältä. Joissakin malleissa korkean lämpötilan-keraamiset eristeet tai lasikuituholkki täydentävät eristystä lisäämään kestävyyttä.
Metallitiiviste (aluslevy): Tyypillisesti ohut levy (paksuus noin 1–2 mm, usein 1,78 mm vakiona), joka on valmistettu ruostumattomasta teräksestä 304 yleistä korroosionkestävyyttä varten tai 316L ruostumattomasta teräksestä pistesyöpymisen ja kemikaalien kestävyyden parantamiseksi. Tiiviste palvelee kahta tarkoitusta: se toimii erittäin johtavana lämpörajapintana, joka siirtää nopeasti lämpöä pinnalta risteykseen, ja se tarjoaa mekaanisen kiinnitysalustan, jossa on keskellä oleva reikä (esim. 5 mm, 6 mm, 1/4" tai M6/M8-koot) olemassa olevien kiinnittimien, kuten pulttien, pulttien tai muttereiden alle, takaavat suuren kosketuspinnan (50 mm2). pintalämpötilan keskiarvo ja minimoi paikalliset kuuman/kylmän kohdan virheet.
Lyijyjohdot: Jatkettu suojatuilla kompensointikaapeleilla, jotka on sovitettu termoelementin tyyppiin (esim. tyyppi KX tyypille K) minimoimaan pitkistä ajoista aiheutuvat virheet. Nämä kaapelit ovat usein PVC-, teflon- tai lasikuitu-eristettyjä, ja niissä on punottu ruostumattomasta teräksestä valmistettu suoja, joka kestää sähkömagneettisia häiriöitä (EMI) teollisissa olosuhteissa. Päätevaihtoehtoja ovat paljaat johdot, lapiokorvakkeet, pienoisliittimet (esim. OSTW- tai SMPW-mini-liitin) tai tavalliset pyöreät{10}}nastaliittimet, jotka on helppo integroida dataloggereihin, ohjaimiin tai käsimittareihin.
Tärkeimmät edut johtuvat tästä rakenteesta: kohdepinnan poraamista tai muokkaamista ei tarvita, mikä mahdollistaa nopean, käännettävän asennuksen; vasteajat ovat hämmästyttävän nopeat (tyypillisesti 2–8 sekuntia, jotta saavutetaan 63 % askelmuutoksesta, riippuen lämpömassasta ja kosketuspaineesta); leveä kosketusalue parantaa mittauksen edustavuutta piste{3}}kosketusantureihin verrattuna; ja vankka rakenne sopii kovaan-värähtelyyn, korkeissa-lämpötiloissa pyöriviin osiin, ohutseinäisiin-astioihin tai herkkiin osiin.
Tyypilliset sovellusskenaariot
Nämä anturit loistavat skenaarioissa, jotka vaativat ei--tuhoa, pintapohjaista-seurantaa:
Moottorit ja laakerit: Kiinnitetään laakeripesän pulttien alle tai moottorin koteloihin lämpötilan nousun jatkuvaan seuraamiseen, mikä estää eristyksen rikkoutumisen, voiteluaineen heikkenemisen tai katastrofaalisen palamisen sähkömoottoreissa, pumppuissa, puhaltimissa ja vaihteistoissa.
Putken ulkoseinät: Ihanteellinen höyry-, kuumaöljy-, kylmäaine- tai prosessinestelinjojen valvontaan LVI-, voimalaitoksissa, jalostamoissa ja kemianlaitoksissa,{0}}tarjoaen eristysvikojen, höyrylukkoongelmien tai virtaushäiriöiden varhaisen havaitsemisen huoltoa keskeyttämättä.
Teollisuusmuotit: Käytetään ruiskuvalu-, painevalu- tai suulakepuristustyökaluissa varmistamaan lämpötilan tasaisuus levyjen ja onteloiden välillä. Näin varmistetaan tasainen osien laatu, lyhennetään kiertoaikoja ja minimoidaan vikoja, kuten vääntymis- tai uppoamisjälkiä.
Elektroniset komponentit: Pinta-asennettu-piirilevylevyille, tehotransistoreille, IGBT-moduuleille, jäähdytyslevyille tai palvelintelineille lämmönjakauman kartoittamiseksi, kuumapisteiden tunnistamiseksi, lämpösuunnittelun validoinnin tukemiseksi tai yli{1}}lämpösuojan käynnistämiseksi elektroniikan valmistuksessa ja palvelinkeskuksissa.
Aurinkopaneelit (valosähkömoduulit): Käytetään havaitsemaan varjostuksesta, kennojen yhteensopimattomuudesta tai likaantumisesta johtuvia kuumia paikkoja, -kriittinen ennaltaehkäisevässä kunnossapidossa suurilla-aurinkotiloilla, joissa havaitsemattomat poikkeamat voivat johtaa tehokkuuden heikkenemiseen tai tulipalovaaraan.
3D-tulostuslaitteet: Kiinnitetään lämmitettyihin petiin, ekstruuderilohkoihin tai rakennetaan alustat lämpötilan tasaisuuden kalibroimiseksi ja valvomiseksi, mikä varmistaa kerrosten tarttuvuuden, vähentää vääntymistä suurissa tulosteissa ja optimoi tulostuslaadun lisäainevalmistusjärjestelmissä.
Muita käyttökohteita ovat ilmailukomponentit (kevyt pintavalvonta), LVI-kanavat, kompressorin kotelot ja laboratoriouunit, joissa minimaalinen tunkeutuminen on suositeltavaa.
Asennus- ja käyttöohjeet
Asennus on yksinkertaista: aseta tiiviste tasaisesti puhdasta, sileää pintaa vasten (lämpötahna tai tyynyt voivat tarvittaessa parantaa kosketusta), kiinnitä sitten pultin tai mutterin alle kohtuullisella vääntömomentilla välttääksesi aluslevyn muodonmuutos ja varmistaen samalla lujan kosketuksen. Johdot tulee vetää pois lämmönlähteistä ja suojata tärinää vastaan.
Nämä termoparit tarjoavat kohtuullisen tarkkuuden (tyypillisesti ±1,5–2,5 astetta tai ±0,75 % tyypille K), nopean lämpövasteen alhaisen massan ansiosta ja erinomaisen kestävyyden ankarissa olosuhteissa. Ne tarjoavat käytännöllisen ja kustannustehokkaan ratkaisun, jossa invasiiviset anturit eivät sovellu, ja niissä yhdistyy helppokäyttöisyys ja luotettavat pintalämpötilatiedot eri teollisuuden ja tekniikan aloilta.
