בתחום מדידת טמפרטורה תעשייתית, מדי חום של התנגדות פלטינה מסוג -עם צינורות חיבור ו-רפידת משטח- משטחי התנגדות הם שני סוגים נפוצים של חיישני טמפרטורה. הם שונים באופן משמעותי בתכנון המבני, עקרון העבודה, מאפייני הביצועים ותרחישי היישום. להלן מספק השוואה שיטתית מנקודות מבט מרובות כדי להבהיר את ההבדלים העיקריים ביניהם.
I. הבדלים בשיטות תכנון מבני והתקנה
1. בדיקה-סוג צמד תרמי עם צינור חיבור
תכונת הליבה של צמד תרמי מסוג- בדיקה עם צינור חיבור טמונה בקיבוע הצינור המחבר שלו ובמבנה התיל הדו-מתכתי. הוא משתמש בדרך כלל בצינור מתכת חיבור (כגון נירוסטה) המחובר בחוזקה לפני השטח של האובייקט הנמדד. הלחץ המכני של הצינור המחבר מבטיח התקנה מאובטחת, בעוד שהחלק הפנימי מורכב משני חוטי מתכת שונים (כגון ניקל-כרומיום וניקל-סיליקון) מרותכים יחד ליצירת קצה המדידה. עיצוב הצינור המחבר מאפשר לבדיקה ליצור מגע קרוב עם משטח הציוד, ומשפר את דיוק המדידה ומהירות התגובה. לדוגמה, בייצור מכני או בציוד אלקטרוני, עיצוב הצינור המחבר מבטיח מגע מספיק בין הגשושית למשטח הציוד, ומפחית את איבוד החום במהלך העברת החום. העיצוב המבני שלו מדגיש את ההידוק של קיבוע הצינור המחבר ואת עצמאותם של החוטים הדו-מתכתיים. עיצוב הצינור המחבר מקטין את ההשפעה של גורמים סביבתיים על דיוק המדידה ומשפר את העמידות בפני זעזועים מכניים. עם זאת, תהליך ההתקנה שלו מחייב להבטיח שהצינור המחבר יהיה במגע מלא עם פני האובייקט הנמדד, מה שמגביר את מורכבות ההתקנה. יתר על כן, החוטים הדו-מתכתיים עלולים להתחמצן בסביבות-טמפרטורות גבוהות, מה שמשפיע על יציבות-לטווח ארוך.
2. משטח-רפידת הרכבה-סוג מדחום התנגדות פלטינה
תכונת הליבה של מדחום התנגדות פלטינה מסוג -רפידה- משטח טמונה בקיבוע הרפידה שלו ובמבנה מתפתל חוטי פלטינה. הוא משתמש בדרך כלל בכרית מתכת (כגון נירוסטה) המחוברת למשטח האובייקט הנמדד באמצעות ברגים או ריתוך, ויוצרים מגע הדוק. החלק הפנימי מורכב מחוט פלטינה מלופף על מסגרת קרמיקה או נציץ ליצירת אלמנט חישת הטמפרטורה-. עיצוב הרפידה מאפשר לבדיקה לשמור על מיקום יציב בסביבות-טמפרטורות גבוהות או קורוזיביות, ובמקביל מקל על העברת אותות ותחזוקה. לדוגמה, בתעשייה הכימית או התרופות, עיצוב הרפידה מבטיח מגע מספיק בין הבדיקה למשטח הציוד, ומפחית את איבוד החום במהלך העברת החום. העיצוב המבני שלו מדגיש את ההידוק של קיבוע האטם ואת היציבות של חוט הפלטינה. עיצוב האטם מפחית את ההשפעה של גורמים סביבתיים על דיוק המדידה ומשפר את העמידות בפני זעזועים מכניים וקורוזיה כימית. עם זאת, תהליך ההתקנה מחייב לוודא שהאטם נמצא במגע מוחלט עם פני השטח של האובייקט הנמדד, מה שמגביר את מורכבות ההתקנה. יתר על כן, האטם עלול להשתחרר עקב רטט במהלך שימוש-לטווח ארוך, מה שמשפיע על דיוק המדידה.
II. הבדלים בעקרונות העבודה
1. עקרון עבודה של בדיקה-סוג צמד תרמי עם צינור חיבור
הצמד התרמי מבוסס על אפקט Seebeck, שבו שני מוליכים מתכת שונים מייצרים הפרש פוטנציאל תרמואלקטרי תחת שיפוע טמפרטורה. כאשר שני מוליכים מתכת מחוברים ליצירת מעגל סגור, ולשני הצמתים יש טמפרטורות שונות, נוצר כוח אלקטרו-מוטורי במעגל. גודלו קשור לתכונות החומר ולהפרש הטמפרטורה בין הצמתים. על ידי מדידת הכוח האלקטרו-מוטורי, ניתן לחשב בעקיפין את ערך הטמפרטורה. לצמדים תרמיים יש רגישות גבוהה; שינוי בטמפרטורה של מעלה אחת מביא לשינוי בפוטנציאל הפלט של כ-5-40 מיקרו-וולט. יש להם מבנה פשוט ללא חלקים נעים והם מתאימים לטמפרטורה גבוהה-, בלחץ גבוה ובסביבות קורוזיביות מאוד.
2. עקרון עבודה של משטח-אטם מותקן-מדחום התנגדות פלטינה מסוג פלטינה
מדחום ההתנגדות של פלטינה מבוסס על המאפיין שההתנגדות של מתכת משתנה עם הטמפרטורה. לערך ההתנגדות שלו יש קשר לא-ליניארי עם הטמפרטורה ויש לקבוע אותו על ידי עיון בטבלה או שימוש בנוסחה (לדוגמה, ל-Pt100 יש התנגדות של 100Ω ב-0 מעלות, וערך ההתנגדות גדל באופן ליניארי עם עליית הטמפרטורה). למדחום עמידות פלטינה יש רגישות גבוהה; שינוי בטמפרטורה של מעלה אחת מביא לשינוי משמעותי בערך ההתנגדות. יש להם מבנה פשוט ללא חלקים נעים והם מתאימים למדידות מדויקות בטמפרטורות בינוניות ונמוכות (-200 מעלות עד 600 מעלות), אך יש להימנע משדות מגנטיים חזקים או רעידות מכניות כדי למנוע השפעה על דיוק המדידה.
III. שיטות זיהוי
1. בדיקה ויזואלית
צמד תרמי מסוג - בדיקה עם צינור חיבור: הראש מכוסה בדרך כלל בצינור מגן מתכתי, והחלק הפנימי מורכב משני חוטי מתכת שונים המרותכים זה לזה. חלק הצינור המחבר נמצא במגע הדוק עם פני האובייקט הנמדד.
מדחום עמידות פלטינה מסוג -רכב על פני-: הראש מקובע בדרך כלל עם אטם מתכת, והחלק הפנימי הוא אלמנט חישת טמפרטורה- הכרוך בחוט פלטינה. חלק האטם נמצא במגע הדוק עם פני השטח של האובייקט הנמדד . 2. שיטת החיווט
צמד תרמי מסוג - בדיקה עם צינור חיבור: משתמש במערכת שני- חוטים (חיובית ושלילי), תיבת החיבורים מסומנת "TC+" ו-"TC−", והלידים הם בדרך כלל אדומים (חיוביים) ושחורים/כחולים (שליליים).
מדחום התנגדות פלטינה מסוג -להרכבה-: משתמש במערכת של שלושה-תילים (R1, R2, R3), תיבת החיבורים מסומנת "R1", "R2" ו-"R3", והלידים הם בדרך כלל אדומים, לבנים וצהובים.
3. מדידת מולטימטר
צמד תרמי מסוג- בדיקה עם צינור חיבור: ערך ההתנגדות קטן מאוד, בדרך כלל רק כמה אוהם.
מדחום התנגדות פלטינה מסוג -אטם להרכבה-: ערך ההתנגדות הוא בערך 100 אוהם בטמפרטורת החדר (Pt100).
IV. הבדלים בתרחישי יישומים
1. צמד תרמי מסוג בדיקה -עם צינור חיבור
תרחישים הדורשים תגובה מהירה ומגע קרוב: לדוגמה, בייצור מכני או בציוד אלקטרוני, עיצוב הצינור המחבר מבטיח מגע מספיק בין הבדיקה למשטח הציוד, ומשפר את דיוק המדידה ואת מהירות התגובה.
טמפרטורה- גבוהה או סביבות קורוזיביות: מתאים לסביבות עם טמפרטורה גבוהה, לחץ גבוה ומדיה קורוזיבית חזקה.
2. מדחום עמידות פלטינה מסוג -הרכבה על פני השטח-
תרחישים הדורשים תגובה מהירה ומגע קרוב: לדוגמה, בתעשייה הכימית או התרופות, עיצוב האטם מבטיח מגע מספיק בין הגשושית למשטח הציוד, ומשפר את דיוק המדידה ומהירות התגובה.
סביבות טמפרטורה בינוניות ונמוכות-: תרחישי לחץ פנימיים או נמוך-. לדוגמה, במערכות HVAC, עיצוב האטם שלו מקל על ההתקנה והתחזוקה.
V. הצעות בחירה
1. בחירת צמד תרמי מסוג בדיקה -עם צינור חיבור
דרישות התקנה: בחר בדיקה עם מפרט צינור חיבור התואם לציוד כדי להבטיח חיבור מאובטח.
תנאים סביבתיים: שימוש בתרחישים הדורשים מדידת טמפרטורה- גבוהה או סביבה קורוזיבית, הימנעות מרטט חזק או סביבות פגיעה.
2. בחירת מדחום התנגדות פלטינה מסוג -אטם להרכבה-
דרישות התקנה: בחר בדיקה עם מפרט אטם התואם לציוד כדי להבטיח חיבור מאובטח.
תנאי סביבה: שימוש בתרחישים הדורשים מדידה מדויקת ותגובה מהירה בטמפרטורות בינוניות ונמוכות, הימנעות משדות מגנטיים חזקים או סביבות רטט מכניות. VI. סיכום ויחסים משלימים
ההבדל העיקרי בין הצמד התרמי מסוג - בדיקה עם צינור חיבור לבין מדחום ההתנגדות של פלטינה מסוג -mount- טמון בעקרונות העבודה שלהם ובסביבות החלות שלהם: הצמד התרמי מסוג - בדיקה משתמש באפקט Seebeck כדי לספק מדידת טמפרטורה גמישה, המתאימה לתרחישים הדורשים תגובה מהירה ומגע קרוב; מדחום ההתנגדות של פלטינה מסוג -הרכבה-משטח משתמש בשינוי התנגדות כדי לספק מדידה מדויקת בטווחי טמפרטורות בינוניים ונמוכים, מתאים גם לתרחישים הדורשים תגובה מהירה ומגע קרוב. בעת בחירת חיישן, יש צורך להבהיר את דרישות הליבה: הצמד התרמי מסוג -הבדיקה מתמקד במהירות תגובה ובדיוק המדידה בסביבות-גבוהות, בעוד שמדחום ההתנגדות-לפני השטח-מתושבת-סוג התנגדות פלטינה מתמקד במהירות תגובה ובדיוק המדידה בסביבת טמפרטורה בינונית ונמוכה{{11}. בעבודה משותפת, שני סוגי חיישנים אלה יכולים לענות על צורכי מדידת הטמפרטורה של תרחישים שונים.
