Low Temperature Thermocouple Guide: Types, Accuracy, and Selection Tips

วิศวกรคุณภาพของโรงงานอาหารแช่แข็งโทรหาเราด้วยปัญหาที่คุ้นเคย นั่นคือ เทอร์โมคัปเปิ้ล ประเภท K ของเธอในตู้แช่แข็งแบบเกลียวที่มีอุณหภูมิ -40°C อ่านค่าอุณหภูมิได้ 2-4 องศา และข้อผิดพลาดเกิดขึ้นหลังจากการละลายน้ำแข็งทุกครั้ง ตัวควบคุม สายเคเบิล และตัวเชื่อมต่อทั้งหมดผ่านการทดสอบอย่างดี ตัวเซนเซอร์เองก็เป็นปัญหา — หรือจะเป็นประเภทเทอร์โมคัปเปิลแทน

ที่อุณหภูมิต่ำกว่าประมาณ -40°C เทอร์โมคัปเปิ้ลโลหะผสมนิกเกิลมาตรฐานจะหยุดทำงานในลักษณะเดียวกับที่อุณหภูมิกระบวนการ ประเภท T (ทองแดง–คอนสแตนตัน) และประเภท E (โครเมล–คอนสแตนตัน) เป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงสำหรับงานบริการความเย็น และต่ำกว่า -100°C แพลทินัม RTD มักจะไม่แม่นยำทั้งสองอย่าง

คู่มือนี้ครอบคลุมถึงประเภทของเทอร์โมคัปเปิลที่ทำงานจริงที่อุณหภูมิต่ำ ความแม่นยำที่คุณคาดหวังได้จากแต่ละประเภท และข้อผิดพลาดในการติดตั้งที่ทำลายการอ่านค่าการบริการเย็นมากกว่าองค์ประกอบที่ล้มเหลว

สิ่งที่นับเป็นอุณหภูมิต่ำสำหรับเทอร์โมคัปเปิ้ล?

ในงานวิศวกรรมเทอร์โมคัปเปิล อุณหภูมิต่ำมักจะหมายถึงอะไรก็ตามที่ต่ำกว่า -40°C ซึ่งเป็นจุดที่องค์ประกอบประเภท K และประเภท N เริ่มสูญเสียความสม่ำเสมอของเทอร์โมอิเล็กทริกที่แสดงที่อุณหภูมิกระบวนการ การวัดด้วยไครโอเจนิกจะขยายลงไปถึงประมาณ -200°C ซึ่งเป็นพื้นที่ใช้งานได้จริงสำหรับเทอร์โมคัปเปิลอัลลอยด์ที่มีทองแดง ด้านล่างนี้มีเพียงองค์ประกอบพิเศษ เช่น โครเมล–ทอง/เหล็กเท่านั้นที่ตอบสนองได้อย่างน่าเชื่อถือ

มาตรฐานสากลที่ใช้ควบคุมเทอร์โมคัปเปิล IEC 60584 และ ASTM E230 เผยแพร่ช่วงสำหรับทุกประเภทที่กำหนดด้วยตัวอักษร และทั้งหมดมีอุณหภูมิถึง -200°C หรือต่ำกว่า ความแตกต่างคือความแม่นยำ: ความคลาดเคลื่อนที่จุดเย็นสุดขั้วนั้นยังห่างไกลจากความเท่าเทียมกัน

เทอร์โมคัปเปิลชนิดใดทำงานได้ดีที่สุดในบริการเย็น?

ประเภทที — ผู้เชี่ยวชาญด้านอุณหภูมิต่ำ

ประเภทที เป็นเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐานเพียงตัวเดียวที่สร้างด้วยขาทองแดง และขาทองแดงนั้นเป็นสาเหตุว่าทำไมจึงควบคุมงานที่อุณหภูมิต่ำ ทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูงมีความเป็นเนื้อเดียวกันเป็นพิเศษ ดังนั้นจึงสร้างการชดเชยแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยที่พบในโลหะผสมนิกเกิลเชิงซ้อน ประเภท T มีความแม่นยำเป็นเลิศตั้งแต่ -200°C ถึง 0°C และเป็นค่าเริ่มต้นสำหรับห้องควบคุมสภาพแวดล้อม ห้องเย็น และการตั้งค่าการทดสอบด้วยความเย็นเยือกแข็ง ข้อเสียคือส่วนบนสุด: ทองแดงออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วเหนือ 300°C ดังนั้นประเภท T ไม่ควรพบกับวงจรการฆ่าเชื้อที่ร้อน

ประเภท E — เอาต์พุตสูงสำหรับสัญญาณอ่อน

ประเภท E ให้พลังงานประมาณ 60 µV ต่อองศาที่ 0°C ซึ่งเป็นสัญญาณที่สูงที่สุดในบรรดาเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐานใดๆ แรงดันไฟฟ้าที่มากขึ้นจะช่วยลดอิทธิพลของสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า ซึ่งสำคัญเมื่อระดับสัญญาณมีขนาดเล็ก ความสามารถในการทำซ้ำที่อุณหภูมิต่ำเข้าใกล้ Type T และช่วงของมันขยายไปถึง 900°C เลือกประเภท E เมื่อโพรบเดียวกันต้องจัดการทั้งขั้นตอนการเก็บรักษาความเย็นและการทำความสะอาดแบบร้อนหรือการบ่ม

ประเภทเค — พลังขับเคลื่อนที่มีขีดจำกัด

ประเภทเค เป็นเทอร์โมคัปเปิลทางอุตสาหกรรมที่ใช้กันมากที่สุด และจะทำงานได้ที่อุณหภูมิ -196°C ข้อจำกัดไม่ใช่ขอบเขตแต่คือความเสถียร โลหะผสมนิกเกิล-โครเมียมผ่านการเรียงลำดับแม่เหล็กและโครงตาข่ายช่วงสั้นเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ โดยค่อยๆ ขยับเอาท์พุตเทอร์โมอิเล็กทริกเมื่อเวลาผ่านไป เซ็นเซอร์ Type K ที่ใช้งานต่อเนื่องที่อุณหภูมิ -80°C สามารถเบี่ยงเบนได้หลายองศาภายในไม่กี่เดือน ซึ่งเป็นความผิดพลาดที่โรงงานอาหารแช่แข็งเห็นอย่างแม่นยำ

หากกระบวนการเย็นของคุณทำงานระหว่าง -20°C ถึง -40°C และค่าความคลาดเคลื่อนในการควบคุมอยู่ที่ ±3°C หรือน้อยกว่านั้น ก็ยอมรับ Type K ที่มีตัวส่งสัญญาณที่ดีได้ สำหรับการควบคุมที่เข้มงวด การตรวจสอบความถูกต้องของผลิตภัณฑ์ หรือสิ่งใดๆ ที่ต่ำกว่า -60°C ให้เลือกประเภท T หรือ RTD

ประเภท J และประเภท N

ช่วงที่เผยแพร่ของ Type J อยู่ที่ -210°C แต่ขาเหล็กของมันจะเกิดสนิมในสภาพแวดล้อมที่เย็นชื้น และโต๊ะ EMF มาตรฐานมีความน่าเชื่อถือน้อยที่สุดในระดับต่ำ ประเภท N ไม่มีข้อได้เปรียบที่วัดได้เหนือประเภท K ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0°C ไม่ใช่ตัวเลือกแรกที่สมเหตุสมผลสำหรับการบริการแบบเย็น

ระดับความแม่นยำและความคลาดเคลื่อนที่อุณหภูมิต่ำ

ความแม่นยำของเทอร์โมคัปเปิลกำหนดโดยระดับความคลาดเคลื่อนใน IEC 60584 ค่าความคลาดเคลื่อนจะมีค่ามากกว่าค่าคงที่หรือเปอร์เซ็นต์ของอุณหภูมิที่วัดได้ และทั้งสองสูตรก็ใช้งานได้กับบริการเย็น ที่อุณหภูมิ -100°C เทอร์โมคัปเปิ้ลใหม่ที่ไม่ได้ใช้ควรอยู่ภายในขีดจำกัดต่อไปนี้:

ปฏิบัติต่อตัวเลขเหล่านี้ด้วยข้อควรพิจารณาสองประการ ประการแรก ใช้กับเซนเซอร์ใหม่เท่านั้น การเสื่อมสภาพ การหมุนเวียนด้วยความร้อน และการปนเปื้อนทำให้ช่องว่างในการให้บริการกว้างขึ้น ประการที่สอง สเปรดมีความเด็ดขาด: Class 1 Type T ที่ ±0.5°C นั้นแน่นกว่า Class 1 Type K ถึงสามเท่า . หากกระบวนการยอมรับช่วงข้อผิดพลาดที่กว้างกว่า Type K ก็ถือว่าใช้ได้ หากไม่เป็นเช่นนั้น ประเภทเทอร์โมคัปเปิลคือข้อกำหนดแรกที่คุณต้องเปลี่ยน

ข้อกังวลในทางปฏิบัติที่ทำลายการติดตั้งบริการความเย็น

ปัญหาเทอร์โมคัปเปิลที่อุณหภูมิต่ำส่วนใหญ่ไม่ใช่ความล้มเหลวขององค์ประกอบ เป็นความล้มเหลวในการติดตั้ง สี่ประเด็นครอบคลุมเกือบทั้งหมด:

• การควบแน่น การบริการที่ต่ำกว่าศูนย์จะดึงความชื้นเข้าสู่ขั้วต่อและหัวขั้วต่อ และผลความต้านทานแบบขนานที่ส่งผลให้การอ่านค่าได้หลายองศา ใช้ขั้วต่อแบบปิดผนึก หัวกันน้ำ และหัววัดแบบเชื่อม
• การแบ่งความร้อน ก้านโพรบจะพาความร้อนออกจากหัวต่อ ในก๊าซที่ยังเย็นอยู่ ปลอกโลหะขนาดใหญ่จะอ่านค่าได้ต่ำ หัววัดแบบลวดละเอียดหรือแบบเข็มจะปรับสมดุลได้เร็วขึ้น และทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการสับเปลี่ยนน้อยลง
• สายไฟต่อผิด. สายทองแดงสร้างจุดเชื่อมต่อที่ไม่ได้วัด ใช้สายต่อที่ตรงกับประเภทเทอร์โมคัปเปิลและกำหนดอุณหภูมิโดยรอบตามเส้นทางสายเคเบิล
• การชดเชยทางแยกเย็น ที่อุณหภูมิ -80°C ข้อผิดพลาดของจุดเชื่อมต่ออ้างอิงหนึ่งระดับจะเพิ่มระดับการอ่านเต็มรูปแบบ ใช้เครื่องส่งสัญญาณที่มีการชดเชยอัตโนมัติแทนค่าแมนนวลคงที่

เทอร์โมคัปเปิลหรือ RTD สำหรับบริการที่อุณหภูมิต่ำ?

เทอร์โมคัปเปิลจะได้ผลเมื่อความเร็วตอบสนอง ขนาดองค์ประกอบ หรือช่วงมีความสำคัญมากกว่าความแม่นยำสัมบูรณ์ หัวต่อเข็มจะปักหลักภายในไม่กี่วินาที และบริเวณที่ไวต่อความรู้สึกสามารถอยู่ต่ำกว่าหนึ่งมิลลิเมตรได้ RTD จะช้ากว่า ใหญ่ขึ้น และไวต่อแรงกระแทกมากกว่า

RTD ชนะเมื่อความแม่นยำและความเสถียรมีความสำคัญมากกว่าความเร็ว คลาส A PT100 รองรับ ±0.35°C ที่ -100°C และความต้านทานที่สูงขึ้นของ PT1000 จะช่วยลดข้อผิดพลาดของลวดตะกั่วในระยะยาว นั่นคือเหตุผลที่ตู้แช่แข็งทางเภสัชกรรม การตรวจสอบความถูกต้องของสายโซ่ความเย็น และการอ้างอิงในห้องปฏิบัติการจึงใช้ธาตุแพลตตินัม

ในการแปรรูปอาหาร เทคโนโลยีทั้งสองมีแนวทางเดียวกัน ผู้ปฏิบัติงานดันเซ็นเซอร์แบบเข็มเข้าไปในผลิตภัณฑ์เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิแกนกลางระหว่างการแช่เย็น การปรุงอาหาร หรือการละลาย ของเรา เทอร์โมคัปเปิ้ลรูปเข็มสำหรับการแปรรูปอาหาร ถูกสร้างขึ้นสำหรับงานนั้น สำหรับจุดถาวรที่สุขอนามัยเป็นสิ่งสำคัญ ก โพรบสแตนเลสเกรดอาหาร PT1000/PT100 ให้ความมั่นคงในระยะยาวตามความต้องการผลิตภัณฑ์แช่เย็น

ซัพพลายเออร์เซ็นเซอร์อุณหภูมิโพรบเกรดอาหาร PT100/PT1000 โรงงาน Jiangsu Zhaolong Electrics Co., Ltd. คือซัพพลายเออร์เซ็นเซอร์อุณหภูมิจีน PT100 PT1000 และโรงงาน เราขายส่ง PT1000 PT100 NTC food-g... ดูผลิตภัณฑ์ →

ขายส่ง เทอร์โมคัปเปิล รูปเข็ม (ใช้ได้กับการวัดอุณหภูมิ Jiangsu Zhaolong Electrics Co., Ltd. คือเทอร์โมคัปเปิลรูปเข็มขายส่งของจีน (ใช้ได้กับการวัดอุณหภูมิสำหรับผลิตภัณฑ์อาหาร) ดูผลิตภัณฑ์ →

สำหรับการทำแผนที่ความร้อนของพื้นผิวเย็น — แผ่นคอนเดนเซอร์ แผ่นในช่องแช่แข็ง ท่อหุ้มฉนวน — ก เทอร์โมคัปเปิ้ลพื้นผิวชนิด K ที่มีกาวในตัวความแม่นยำสูง ติดตั้งโดยไม่ต้องเจาะ องค์ประกอบพื้นผิวจะดีกว่าสำหรับการทำแผนที่เปรียบเทียบมากกว่าความแม่นยำสัมบูรณ์ที่ต่ำกว่า -40°C

ขายส่งเทอร์โมคัปเปิล K-Type แบบยึดติดพื้นผิวความแม่นยำสูงสำหรับ Tem Jiangsu Zhaolong Electrics Co., Ltd. คือประเทศจีนขายส่งเทอร์โมคัปเปิล K-Type แบบติดพื้นผิวที่มีความแม่นยำสูงสำหรับวัดอุณหภูมิ ดูผลิตภัณฑ์ →

• เลือกเทอร์โมคัปเปิลเมื่อความเร็วในการตอบสนอง พื้นที่ขนาดเล็ก หรือช่วงมีความสำคัญมากกว่าความแม่นยำสัมบูรณ์
• เลือก RTD เมื่อคุณต้องการการอ่านที่เสถียรและทำซ้ำได้โดยมีข้อผิดพลาดที่หรือต่ำกว่า ±0.5°C
• เลือกเข็มหรือเทอร์โมคัปเปิลที่พื้นผิวสำหรับการตรวจสอบเฉพาะจุดและการสำรวจความร้อน เลือก RTD สำหรับจุดตรวจสอบคงที่

การใช้งานทั่วไปที่อุณหภูมิต่ำ

การแปรรูปอาหารและโซ่เย็น

เครื่องแช่เยือกแข็ง ตู้แช่แข็งแบบเกลียว ห้องเย็น และสายตรวจสอบจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบอุณหภูมิหลายจุด เซ็นเซอร์ต้องปลอดภัยต่ออาหาร รวดเร็ว และทำความสะอาดง่าย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเราถึงต้องทุ่มเทงานส่วนใหญ่ การตรวจจับอุณหภูมิในเครื่องจักรอาหาร . หัววัดแบบเข็มและองค์ประกอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กมีอิทธิพลเหนือเนื่องจากจะวัดแกนผลิตภัณฑ์ ไม่ใช่อากาศโดยรอบ

การจัดเก็บยาและชีวภาพ

ห่วงโซ่ความเย็นของวัคซีน ตู้แช่แข็งพลาสมา และธนาคารชีวภาพ เก็บผลิตภัณฑ์ไว้ที่ -70°C หรือต่ำกว่า ซึ่งการเบี่ยงเบนเล็กน้อยอาจทำให้ผลิตภัณฑ์เสียหายได้ การตรวจสอบความถูกต้องต้องใช้เซ็นเซอร์ที่ตรวจสอบย้อนกลับได้โดยมีเอกสารความถูกต้องแม่นยำ โดยทั่วไปสภาพแวดล้อมเหล่านี้จะใช้เทอร์โมคัปเปิล Type T สำหรับการทำแผนที่ระยะสั้นและเซ็นเซอร์ PT100/PT1000 สำหรับการตรวจสอบแบบถาวร

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์และเครื่องมือวิเคราะห์

ห้องสิ่งแวดล้อม การทดสอบความล้า และ เซ็นเซอร์สำหรับเครื่องมือวิเคราะห์ ต้องใช้หัววัดมวลความร้อนต่ำที่ไม่รบกวนตัวอย่าง เทอร์โมคัปเปิลลวดละเอียดและองค์ประกอบแบบยึดติดในตัวเองเป็นมาตรฐานสำหรับโปรไฟล์ความร้อน ในขณะที่ RTD อ้างอิงจะจ่ายจุดสอบเทียบให้

การระบุหัววัดอุณหภูมิต่ำที่เหมาะสม

ตัวเลขสี่ตัวกำหนดข้อกำหนดเฉพาะของเซ็นเซอร์อุณหภูมิต่ำ ได้แก่ อุณหภูมิต่ำสุดที่โพรบมองเห็น ข้อผิดพลาดสูงสุดที่อนุญาตที่อุณหภูมินั้น เวลาตอบสนองที่ต้องการ และสภาพแวดล้อม เช่น แห้ง เปียก มีแรงดัน หรือสั่นสะเทือน กำหนดสี่สิ่งเหล่านั้นก่อนเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์

หัววัดที่สร้างขึ้นสำหรับเตาเผาที่มีอุณหภูมิ 1200°C ไม่สามารถวางในช่องแช่แข็งที่มีอุณหภูมิ -80°C ได้ และเทอร์โมคัปเปิลเปลือยที่ทำงานได้ดีในอากาศนิ่งจะไม่รอดจากการแช่น้ำเกลือ เซ็นเซอร์ที่เหมาะสมจะจับคู่หัวต่อ ฉนวน ปลอก และการเชื่อมต่อกับสภาวะด้านความเย็นที่เกิดขึ้นจริง

เนื่องจากเราผลิตเทอร์โมคัปเปิล RTD เครื่องส่ง และตัวควบคุมในโรงงานเดียวกัน เราจึงสามารถจับคู่องค์ประกอบกับเครื่องมือและสร้างความยาว รูปแบบจุดเชื่อมต่อ และข้อต่อแบบกำหนดเองได้ โดยไม่เกิดความล่าช้าในการประสานงานตามปกติ หากกระบวนการของคุณทำงานต่ำกว่า -40°C และความถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญ ติดต่อเราเพื่อแจ้งข้อกำหนดเกี่ยวกับอุณหภูมิต่ำของคุณ และเราจะยืนยันประเภทเซ็นเซอร์และการกำหนดค่าก่อนที่คุณจะตัดสินใจทำการออกแบบ