Сегодня удивить тем, что Мультиметр измеряет температуру невозможно. Многие такие приборы оснащены гнездами и разъемами предназначенными для подключения простого казалось-бы устройства из парочки проволочек - термопары.
Сделать термопару совсем нетрудно и таким способом я изготавливал как термодатчики, так и термопреобразователи для получения тока и напряжения, но ни разу не задумывался о том, что термопары имеют разные обозначения в буквах и цифрах.
Разглядывая свой новый мульти-измерительный прибор я прочел надпись "Термопара К типа", что и навело меня на мысль стать умнее и поподробнее узнать о типах термопар и о том чем они собственно различаются.
И ВОТ ЧТО МНЕ УДАЛОСЬ УЗНАТЬ О ТЕРМОПАРАХ
Термопа́ра (термоэлектрический преобразователь) — устройство в виде пары проводников из различных материалов, соединённых на одном конце и формирующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерения.
Применяется в промышленности, научных исследованиях, медицине и системах автоматизации, в основном, для измерения и регулирования температуры.
Это всё общие слова, но сути дела это не меняет - термопара - устройство генерирующее ток при нагреве одного из спаев.
Сразу скажу, что именно тип "К" термопары самый удобный универсальный и распространенный. Кроме того он очень согласуется с первой буквой моей Фамилии ;), потому мною более уважаем.
Термопара типа К, также известная как ТХА, ХА или хромель-алюмель, имеет стандартизированную градуировочную характеристику как в СНГ, так и за рубежом. ГОСТ 8.585 гармонизирован с международным IEC 60584, где она обозначается как type K, NiCr-Ni. Это означает, что, например, итальянский терморегулятор, ранее использовавший итальянскую термопару типа К, будет успешно работать и с российской ХА (К).
Термопара типа К — одна из самых распространённых в мире. Её преимущества включают доступность, высокую чувствительность, широкий диапазон измеряемых температур и практически линейную зависимость милливольт от температуры.
Еще один тип термопары который я хочу упомянуть отдельно - это термопара типа "Е". Этот тип термопары показывает наиболее "красивые" результаты в генераторах тока и напряжения, а изготавливается даже в домашних условиях путем сваривания двух проволочек на стержне карандаша или "грифеле" от батарейки.
Головка термопары - это сплав в виде капельки двух металлов. Наиболее типичен сплав для "К" типа: положительный электрод этого датчика состоит из сплава “хромель”, в основе которого никель с добавкой 9,5% хрома. Отрицательный электрод - “алюмель” - сплав, содержащий 95% никеля и еще в сумме 5% алюминия, кремния и марганца.
КАКИМИ ТИПАМИ ЕЩЕ БОГАТЫ ТЕРМОПАРЫ ?
Стандартные таблицы для термоэлектрических термометров — номинальные статические характеристики преобразования (НСХ), классы допуска и диапазоны измерений приведены в стандарте МЭК 60584-1,2 и в ГОСТ Р 8.585-2001.
- платинородий-платиновые — ТПП13 — Тип R;
- платинородий-платиновые — ТПП10 — Тип S;
- платинородий-платинородиевые — ТПР — Тип B;
- железо-константановые (железо-медьникелевые) ТЖК — Тип J;
- медь-константановые (медь-медьникелевые) ТМКн — Тип Т;
- нихросил-нисиловые (никельхромкремний-никелькремниевые) ТНН — Тип N;
- хромель-алюмелевые — ТХА — Тип K;
- хромель-константановые ТХКн — Тип E;
- хромель-копелевые — ТХК — Тип L;
- медь-копелевые — ТМК — Тип М;
- сильх-силиновые — ТСС — Тип I;
- вольфрам и рений — вольфрамрениевые — ТВР — Тип А-1, А-2, А-3.
Точный состав сплава термоэлектродов для термопар из неблагородных металлов в МЭК 60584-1 не приводится.
Ну вот, с типами термопар я познакомился, а теперь упомяну о некоем пренебрежении к этим простым и удивительным преобразователям.
Сегодня принято думать, что ЭДС термопары настолько мал, что рассматривать Термопары как источник тока для термо-преобразователей глупо и наивно.
Но наивно полагать что так было всегда.
Да сегодня все стараются говорить о полупроводниках и элементах Пельтье и Зеебека, забывая о том, что Термоэлементы Штерна в два с лишним раза эффективнее для преобразования тепла в ток чем "силиконовые столбы".
Как у элементов Пельтье так и у элементов Штерна есть весьма ощутимый недостаток присущий всем полупроводниковым приборам - боязнь высокой температуры или перегрева.
И вот тут могут пригодиться преимущества термопар:
- Высокая точность измерения значений температуры (вплоть до ±0,01 °С).
- Большой температурный диапазон измерения: от −250 °C до +2500 °C.
- Простота.
- Дешевизна.
- Надёжность.
И это преимущество вовсю использовалось нашми дедами и отцами, а дети и внуки бессовестно позабыли. Лично сам знаю пару пар которые использовались в термогенераторах в годы СССР и в таблицах сегодня не участвуют.
А ведь какие были устройства - просто загляденье
Забыты (специально) не только сами устройства, но и схемы и их изобретатели. В интернете и Википедиях вы не найдете ни одного Русского изобретателя, технические решения которого использует весь мир, а имя умышленно позабыто. В разговоре о применении термопар нельзя не упомянуть и о так называемом устройстве (довольно опасном)
ЯДЕРНАЯ БАТАРЕЙКА
РИТЭГ (радиоизотопный термоэлектрический генератор) — радиоизотопный источник электроэнергии, использующий тепловую энергию, выделяющуюся при естественном распаде радиоактивных изотопов и преобразующий её в электричество.
Основные компоненты РИТЭГа: источник тепла, содержащий радиоактивный изотоп, и твердотельные термопары, преобразующие тепловую энергию распада радиоактивного элемента в электричество.
РИТЭГи применимы как источники энергии для автономных систем, удалённых от традиционных источников электроснабжения. Например, в космосе они являются основным источником электропитания на космических аппаратах, выполняющих продолжительное задание и сильно удаляющихся от Солнца, где использование солнечных батарей неэффективно или невозможно.
Но хватит о радиоактивных и опасных батарейках. Отвечу на вопрос
МОЖНО ИЛИ НЕТ С ПОМОЩЬЮ ТЕРМОПАРЫ ЗАЖЕЧЬ СВЕТОДИОД?
Для меня ответ прост - ДА. И вот как это можно сделать в домашних условиях.
ВСЕГО ОТ ДВУХ ТЕРМОПАР ЗАЖИГАЕТ ЧЕТЫРЕ СВЕТОДИОДА !?!?
Ну "изобретатель", ну насмешил ...!!! Да всем ведь известно, что термопары дают очень маленькое напряжение , да и ток от них мал.
Именно по этому термопары в древности собирали сотнями чтобы получить хоть чуть чуть электричества.
Тут нет секрета и дело здесь вовсе не в хитрости, а в умении уделать должное внимание к деталям схемы и их сочетании. То что на финише кажется простым и банальным - это результат кропотливого и упорного труда.
П.С. Пока писал эту статью, понял, что снова хочу провести эксперименты по генерации ЭДС от разницы температур и теперь уж точно займусь этим творчеством.