予めご注意ください。接地された、接地されていない、露出したサーモカップルジャンクションは同じ目的を持っていますが、それぞれ異なる環境で動作するように設計されています。要するに、それを無視すると災害を招きます。
腐食性のある環境で速さが肝要な場合は、接地型が最適です。一方、温度の取得速度よりも高い精度を重視する場合は、接地されていないサーモカップルが適しています。露出したタイプは、安定した環境で迅速にデータを取得したい場合に最適です。
混乱していますか？心配しないでください。このポストでは、接地された、接地されていない、および露出したサーモカップルジャンクションの詳細を示し、ビジネスに最適なサーモカップルのタイプを選択する際に問題が発生しないようにします。
さらに、露出接点を含む 3 つの熱電対接点タイプを並べて比較しているため、ビジネスに最適な熱電対タイプを選択する際に、厄介な複雑な問題に遭遇したり、失敗したプロジェクトに嘆いたりすることはありません。読む。
サーモカップルジャンクションへの紹介
どんな温度センサーよりも、サーモカップルは地球上で最も厳しいアプリケーションに選ばれています。高温から高振動のアプリケーションまで。
基本的に、サーモカップルは単なる2つの異なる金属導体を接続して電気ジャンクションを形成するものです。異なる2つの金属が出会うことで、温度依存の電圧が発生し、これを測定できます（Seebeck効果）。
したがって、サーモカップルの主要な構成要素は、2つの金属とそれぞれがジャンクションと呼ばれる点で出会う場所です。
（図A）絶縁なしのサーモカップル、および（図B）絶縁付きサーモカップル。
これらの3つの構成要素は、絶縁体と全体の金属シートで覆われているため、ワイヤーとジャンクションが保護されます。したがって、実際の製品提供では、2本のワイヤージャンクションを見ることは実際にはありません。すべて保護シースで覆われています。
接地されたサーモカップルジャンクション対非接地サーモカップルジャンクション
まず最初に、優れたサーモカップルジャンクションタイプは存在しないことを知っておいてください。接地されたサーモカップルと非接地されたサーモカップルは、それぞれ特定のアプリケーションまたは特定のタスクに最適であるため、それぞれの利点と欠点を持っています。
そこには、不正確な読み取りや電気ノイズによる測定の妨害といったユーザーの苦情が多くあり、それは実際には使用すべきサーモカップルジャンクションタイプの誤った選択に関するものでした。
したがって、どのタイプが最も適しているかを判断できるようにするには、それぞれのサーモカップルジャンクションタイプがどのように動作し、それぞれの利点と欠点を少し理解する必要があります。そこから進んでみましょう。
接地型の利点
熱電対が接地されている場合、ジャンクションはセンサーの先端に位置する保護シースに直接溶接されています。この設計により、金属と金属の接続が短い熱経路を導入し、温度の測定を迅速に行うことができます。
図C：接地型熱電対ダイアグラム
それでは、接地型がアプリケーションに適している理由を見てみましょう。
したがって、接地型熱電対ジャンクションタイプを使用する際の最大の利点は速さです。したがって、温度データをできるだけ速く取得する必要がある大部分の不安定な環境で最適です。これには高圧または腐食性のある環境が含まれます。
ただし、欠点もあります。接地型熱電対は非接地型の対応よりもノイズの影響を受けやすいです。これにより、より正確な読み取りが得られない可能性があります。
これは単純な理由です。ジャンクションをシースに溶接すると、シースとワイヤーの2つの金属の間に電気的な接続が生じます。このような設定では、特定の条件が存在すると望ましくない副作用が生じる可能性があります。
たとえば、接地型熱電対ジャンクションは、センサーが計測ポイントで地球に接続されている場合、またはワイヤーが別の場所で接地されたコントローラに接続されている場合に「グラウンドループ」につながる可能性があります。
非接地型熱電対の利点
接地型とは異なり、非接地型熱電対はシースに直接溶接されていません。これは、それが保護シースから絶縁されていることを意味します。このような設定は腐食性のある環境での温度のより正確な測定を可能にしますが、より長い時間がかかります。
通常、マグネシウムオキシドなどの非導電性の粉がセンサーの先端のジャンクションを囲むように使用されます。この化学物質は、被測定メディアとジャンクション間の熱伝達を遅らせることで、効果的なバッファを提供します。
図D：非接地型熱電対ダイアグラム
絶縁されているため、非接地型は接地型よりも電気ノイズの影響を受けにくいです。ここではその強みを詳しく見てみましょう。
測定時間よりも読み取りの正確さを重視している場合、非接地型が最適です。ここでは、ジャンクションタイプがシースに接続されている場合に発生する電気ノイズから保護されます。したがって、距離が非接地型ジャンクションタイプに優れた精度を提供する上で中心的な役割を果たします。
このジャンクションタイプは非常に低い信号に最適です。非接地型はまた、腐食性のある環境で、接地型の設定よりもはるかに正確に温度を測定する必要がある場合に最適です。
接地型および非接地型熱電対のサンプルアプリケーション
接地型と非接地型の熱電対はともに腐食性のある環境に最適です。唯一の違いは目的です。正確性を優先する場合は非接地型を使用し、より速い読み取りが必要な場合は接地型が最適です。
腐食性のあるガスは軽視されてはいけません。これらは人体組織を攻撃し、それに続いて様々な建築材料や金属を損傷させる可能性があります。
これらのガスの温度を測定したい場合は、温度データを迅速に取得できる接地型熱電対が最適です。一方、より正確な読み取りが必要な場合は非接地型を使用してください。
有毒で腐食性のあるガスのリストには、アンモニア、塩素、塩化水素/臭化水素、二酸化窒素が含まれます。石油およびガス業界では、これらの有害なガスと取り組むことがよくあります。
当然ながら、高圧はどんな計測器にも不必要なストレスをかけます。これらは感度だけでなく、圧力に耐えるために堅牢である必要があります。
通常、これらの高圧環境は製造業界で見られます。リストのトップには炉、ストーブ、ピザオーブンなどがあります。
通常、このような高圧環境は製造業で見られます。リストのトップはかまど、ストーブ、ピザオーブンです。
露出したサーモカップル: 第三の選択肢
露出サーモカップルの利点
露出ジャンクションサーモカップルは、外見だけで簡単に判別できます。その名の通り、露出したジャンクションはシースから突き出ており、大きくて目立つものです。
露出した熱電対の場合
露出した接点熱電対は見た目だけで簡単に判断できます。それは、その名前が示すように、露出型のものはシースから熱電対の接合部が突き出ていて、大きくて太くて痛い親指のように見えるからです。
図D: 露出サーモカップルの図
このセットアップは、アプリケーション内の温度を最も迅速に読み取る方法を提供します。ただし、これは非腐食性の環境に適しており、最もノイズの影響を受けやすいです。
温度の読み取り精度を速さよりも優先する場合は、露出ジャンクションサーモカップルを忘れてください。ここでの最大の利点は配信の速さです。最も迅速な読み取り時間を望むなら、疑いの余地はありません。露出ジャンクションが全体的に優勝します。
ただし、このタイプはより安定した環境に適しています。つまり、このタイプは高圧環境や腐食性の環境には使用できません。
露出ジャンクションのサンプルアプリケーション
露出ジャンクションは、サンガインな性格を持つ人物と考えてください。環境が非常に安定している場合に最も効果的に機能します。要するに、このタイプは仕事を最も速く終わらせることができますが、ジャンクションに保護がないため、厳しい状況に対処できません。
非腐食性の環境
ここでジャンクションは保護されていません。接地および非接地のように、ノイズを防ぐ保護シースはありません。したがって、温度を最速で読み取りたい場合は、これが最適ですが、低リスクの環境でのみ使用できます。
したがって、毒性のあるガス、ジャンクションに直ちに損傷を与える可能性のある有害な化学液体などでこのタイプを使用しないでください。さもないと、サーモカップルを損傷し、最終的に温度を測定できなくなります。
低圧アプリケーション
同様の理由がここでも当てはまります。高温およびジャンクションを危険にさらす可能性があるものは露出サーモカップルでは使用できません。ただし、このタイプは非腐食性の静的液体、ガス、または空気を測定できます。
サーモカップルジャンクションタイプのトップFAQ
どのサーモカップルジャンクションタイプを使用するかを知る方法は？
腐食性または非腐食性の環境かどうかを判断して、使用するサーモカップルジャンクションタイプを知ります。腐食性の場合は接地および非接地のジャンクションが最適で、最速の測定を優先する場合は露出が最適です。
グラウンドループをどのように判別しますか？
不安定な読み取りは、グラウンドループを知る最良の方法の1つです。計測器が天候の変化に敏感であるか、煙が出て電気的に損傷している場合は、グラウンドループの可能性が高いです。
グラウンドループを防ぐにはどうすればいいですか？
グラウンドループを防ぐ最良の方法は、非接地サーモカップルを使用することです。また、計器ループに1つのグラウンドしかないことを確認してください。つまり、トランスミッタをグラウンドに接続するか、コントローラ/レコーダをグラウンドに接続しますが、両方を接地しないでください。
まとめ
図F. サーモカップルジャンクションの三つの主要なタイプ
これでわかりました。サーモカップルは非常に役立つものです。しかし、最も効果的に活用するには、アプリケーションに最適なサーモカップルジャンクションを選択する必要があります。最も正確なものは非接地ですが、速さを重視する場合は露出、次に接地があります。
最も信頼性のあるサーモカップルを選ぶ際には、信頼性が必要です。時間が経つにつれて、顧客満足度は1つのことを指し示します: 持続するサーモカップル。