מה ההבדלים בין צמדים תרמיים מסוג B וסוג J

ההבדלים העיקריים בין צמדים תרמיים מסוג B וסוג J נעוצים בהרכב החומרים שלהם, טווח הטמפרטורות, מאפייני הדיוק, יכולת הסתגלות סביבתית ומיקום העלות. הם מייצגים שתי גישות טכניות מובחנות בתחום מדידת טמפרטורות-גבוהות: "מתכת יקרה במיוחד-סוג ייעודי לטמפרטורה גבוהה" ו"מתכת בסיסית בינונית-סוג כללי בטמפרטורה נמוכה." סוג B מתאים לתרחישי-טמפרטורות ויציבות-גבוהות במיוחד מעל 1600 מעלות, בעוד שסוג J נמצא בשימוש נרחב בבקרת תהליכים תעשייתיים ובתחומים כימיים בטווח הטמפרטורות הבינוניות-הנמוכות, בשל עמידות טובה בפני קורוזיה ויתרון בעלויות.

I. הרכב החומר: מתכת יקרה פלטינה כפולה-רודיום לעומת ברזל מתכת בסיסית-קונסטנטן

צמדים תרמיים מסוג B (Platinum-Rhodium 30-Platinum-Rhodium 6): האלקטרודה החיובית היא סגסוגת פלטינה-רודיום המכילה 30% רודיום (BP), והאלקטרודה השלילית היא סגסוגת פלטינה-רודיום המכילה 6% דו-הודיום המכונה דו-הודיום רגילה (6% דו-הודיום) צמד תרמי."

בהשתייכות לקטגוריית הצמדים התרמיים ממתכת יקרה, עקב השימוש בכמויות גדולות של מתכות נדירות פלטינה ורודיום, הם יקרים ודורשים השקעה ראשונית גדולה.

צמד תרמי מסוג J (ברזל-נחושת-ניקל): האלקטרודה החיובית היא ברזל טהור (JP), והאלקטרודה השלילית היא סגסוגת ניקל-נחושת (קונסטנטן, JN), השייכת לקטגוריית הצמד התרמי ממתכת בסיסית.

יש לו עלויות חומר נמוכות והוא זול, מה שהופך אותו לאחד ממרכיבי חישת הטמפרטורה היעילים ביותר- בתעשייה.

מסקנה: סוג B מתאים למדידות של-תקציב גבוה ו-דרישות גבוהות במיוחד של טמפרטורה-בדיוק גבוה; סוג J מתאים יותר ליישומים תעשייתיים רגישים-, כגון עיבוד מזון וזיקוק נפט.

II. טווח טמפרטורות: סוג B מתאים לטמפרטורות גבוהות קיצוניות, ואילו סוג J מעשי לטמפרטורות בינוניות ונמוכות.

לסוג B יש כיום את מגבלת הטמפרטורה העליונה הגבוהה ביותר מבין צמדים תרמיים סטנדרטיים והוא נמצא בשימוש נרחב ביישומי טמפרטורה- גבוהים קיצוניים כגון מתכות, מדידת טמפרטורה רציפה של פלדה מותכת ותאי בעירה של מנועי תעופה וחלל.

צמדים תרמיים מסוג J מכסים טווח טמפרטורות רחב מנמוך עד בינוני, מה שהופך אותם למתאימים במיוחד למדידת טמפרטורה תעשייתית שגרתית מ-200 מעלות עד 750 מעלות. הם יכולים לשמש גם באטמוספרות מחמצנות וגם בצמצום.

הערה: לצמדים תרמיים מסוג B יש פוטנציאל תרמו-אלקטרי נמוך במיוחד מתחת ל-600 מעלות (E(25 מעלות)≈-2μV), וכתוצאה מכך שגיאות מדידה גדולות והופכות אותם ללא מתאימים לטמפרטורת החדר או מדידות-נמוכות. לצמדים תרמיים מסוג J, לעומת זאת, יש תגובה טובה ואותות יציבים בטווח הטמפרטורות הנמוכות.

III. השוואה בין דיוק ומאפייני פלט אותות

צמדים תרמיים מסוג B: בין הצמדים התרמיים, סוג B מציע דיוק גבוה, יציבות טובה וחיי שירות ארוכים, עם סחיפה מינימלית בטמפרטורות גבוהות-לטווח ארוך.

יתרון משמעותי הוא שהפוטנציאל התרמו-אלקטרי נמוך מ-3μV בטווח של 0~50 מעלות, ובדרך כלל מבטל את הצורך בחוטים מפצים ופישוט חיווט המערכת.

עם זאת, יש להם את הקצב והרגישות הפוטנציאליים התרמו-אלקטריים הנמוכים ביותר, הדורשים מכשירי דיוק- גבוהים כדי להשיג אותות חלשים.

צמדים תרמיים מסוג J: לסוג J יש פוטנציאל תרמואלקטרי גבוה יותר, בערך 50μV/מעלה, ורגישות גבוהה יותר מאשר מסוג K. האות קל יותר לרכישה ולעיבוד.

הוא מציג ליניאריות טובה ויציבות גבוהה, עם שיעור שגיאה מתחת לגבול הסטנדרטי בטווח הטמפרטורות הנפוץ.

דוגמה להשוואה: בחימום ל-100 מעלות, סוג J-מוציא כ-5.0mV, בעוד מסוג B-מוציא רק כ-0.25mV, הבדל של כמעט פי 20. המשמעות היא שסוג J- תואם יותר למערכות בקרת טמפרטורה רגילות.

IV. התאמה סביבתית והגבלות שימוש

המלצה: סוג B מתאים לסביבות נקיות -בטמפרטורה גבוהה במיוחד (כגון תנורי ואקום, כורים גרעיניים); סוג J מתאים לאתרים תעשייתיים עם גזים מפחיתים, כגון זיקוק נפט, כימיקלים ועיבוד מזון, אך יש להימנע מסביבות חמצון וסולפידציה בטמפרטורה- גבוהה.

V. השוואה בין תרחישי יישום טיפוסיים

צמדים תרמיים מסוג B: משמשים בתרחישי פעולה אולטרה-גבוהים ומחזורים ארוכים, כגון תנורי פיצוץ מתכתיים, מדידת טמפרטורת פלדה מתמשכת, כבשני סינטר קרמי, תאי בעירה של מנועי תעופה וחלל והתקני ניסוי-בטמפרטורה גבוהה.

צמדים תרמיים מסוג J: משמשים ביישומי טמפרטורה בינונית-נמוכה כגון כורי בתי זיקוק, ציוד כימי, קווי עיבוד מזון ובקרת תהליכים תעשייתיים-בטמפרטורה נמוכה, שבהם נדרשת מדידת טמפרטורה של גזים מפחיתים.