Czujniki temperatury montuje się w różnych sterownikach, w celu pomiaru temperatury i przekazywania tej informacji do zarządzania większym urządzeniem, np. pompą, czy piecem. Odgrywają one kluczową rolę w układzie, ponieważ efektywność całego systemu kontroli i sterowania zależy od czułości i sprawności czujnika.

Każdy czujnik zawiera w swojej obudowie element mierzący temperaturę oraz zaciski zewnętrzne, służące do przyłączenia elektrycznych przyrządów pomiarowych. Elementy mierzące temperaturę mogą być rezystancyjne (platynowe Pt100, Pt500, Pt1000 i niklowe Ni100) oraz termistorowe typu NTC lub PTC (wykonuje się je z tlenków kobaltu, niklu, glinu, manganu, miedzi, wanadu lub litu). Drugą grupę stanowią elementy termoelektryczne (typu J, K, E, T, B, R, S, N, C, L), tzw. termopary, które są elastyczne i bardzo dokładne.

 

Zasada działania

Czujniki rezystancyjne i termistorowe na zmianę temperatury reagują zmianą swojej oporności. Pomiar polega na zmierzeniu rezystancji i przeliczeniu jej na temperaturę. W termistorach NTC opór maleje wraz ze wzrostem temperatury, natomiast w PTC – rośnie. Bardziej liniowy charakter tej zależności występuje w NTC, dlatego czujnik tego typu jest częściej stosowany w praktyce. Czujnik, za pomocą złącza elektrycznego przekazuje sterownikowi sygnał, którego wartość zmienia się wraz ze zmianą temperatury, co pozwala sterownikowi odpowiednio zareagować (w celu określenia sygnału wyjściowego przez rezystor przepuszczany jest prąd o stałej wartości i mierzy się spadek napięcia).

 

W czujnikach termoelektrycznych elementem reagującym na zmianę temperatury jest termoelement, w którym zmienia się wartość siły termoelektrycznej (zjawisko Seebecka) na skutek różnicy temperatur. Termoelement składa się z dwóch połączonych ze sobą przewodników (termoelektrod), wykonanych z różnych materiałów. Jedno złącze umieszczane jest w miejscu pomiaru, a drugie utrzymywane w stałej temperaturze (tzw. odniesienia). Pod wpływem różnicy temperatur pomiędzy termoelektrodami powstaje napięcie (siła termoelektryczna), proporcjonalne do różnicy temperatur.

 

Rodzaje czujników

Czujniki temperatury różnią się między sobą zakresem pracy oraz dokładnością. W zależności od zastosowania, wersji konstrukcyjnych oraz zakresu temperatur, produkuje się między innymi, czujniki:

  • płaszczowe, których konstrukcja umożliwia wyginanie czujników z minimalnym promieniem gięcia (trzykrotnie większym od średnicy płaszcza),

  • głowicowe, mające konstrukcję modułową. Element pomiarowy może być rezystancyjny (Pt100, Pt500, Pt1000) lub termoelektryczny (typ J, K, N). Stosowane są w temperaturze od -200˚C do +850˚C,

  • przewodowe, pozwalające na różnorodny montaż czujnika do powierzchni badanej,

  • czujniki do klimatyzacji, stosowane do instalacji w kanałach klimatyzacji i wentylacji,

  • czujniki specjalistyczne, np. do ciekłych metali i ich stopów, soli, zasad i kwasów,

  • czujniki Ex, stosowane w strefie zagrożonej wybuchem, wykonane z aluminium i stali nierdzewnej,

  • sondy (TT, TM)

  • czujniki kablowe (TS), mogą być stosowane w temperaturze od: -30 °C do +130 °C itp.

Bogaty wybór czujników oferuje krakowska hurtownia Micros, działająca na polskim rynku od prawie 30 lat. Obszerny katalog firmy obejmuje produkty o wysokiej jakości i niezawodnym działaniu. Zamówienia można składać na stronie internetowej www.micros.com.pl.

 

Zastosowanie czujników temperatury

Dzięki swoim unikatowym właściwościom (duża czujność i zakres temperatur, małe rozmiary), czujniki temperatury znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu. Do najważniejszych z nich należą: maszynowy, okrętowy, ciepłowniczy, energetyczny, spożywczy, rolniczy, medyczny oraz w przetwórstwie tworzyw sztucznych (gumy itp). Służą do kontroli temperatury w procesach technologicznych, w elementach konstrukcyjnych, w kotłach, instalacjach ciśnieniowych, grzewczych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, cylindrach wtryskarek i wytłaczarek, rurociągach, silnikach elektrycznych, kolektorach słonecznych, transformatorach, basenach oraz w strefach zagrożonych wybuchem.

Wykorzystywane są do pomiaru, rejestracji oraz regulacji takich urządzeń jak piece hutnicze i centralnego ogrzewania. Oprócz tego znajdują wiele zastosowań w budynkach pasywnych, mieszkaniach, w systemach klimatyzacji i laboratoriach. Wykorzystuje się je również do kontroli optymalnego punktu pracy oraz możliwej ochrony odpowiednich części silników, przed przeciążeniami temperaturowymi. Stosuje się je do współpracy z analizatorami spalin, gdzie stanowią ważną część zapobiegania zbędnej emisji szkodliwych substancji przez pojazdy. Stosowane są do kontroli pracy turboładowarek, katalizatorów, filtrów cząstek silników wysokoprężnych i systemów redukcji tlenku azotu. W wielu systemach alarmowych sygnalizują nagły wzrost temperatury lub wybuch pożaru. Stosowane są również do monitorowania pracy np. smartfonów i zapobiegania ich przegrzaniu, czego skutkiem mogłoby być uszkodzenie urządzenia.