Lämpöparit, lämpötilamittapäät

Lämpöpari on lujatekoinen ja luotettava lämpötila-anturi, joka muuntaa lämpötilaeron suoraan mitattavaksi millivolttisignaaliksi Seebeckin ilmiön avulla. Anturi sisältää kaksi erilaista metallilankaa, joiden yhtymäkohta muodostaa mittauskohdan. Lämpöparit tarjoavat laajan mittausalueen kryogeenisistä lämpötiloista (alle –200 °C) jalometallien lämpötiloihin (yli 1700 °C) . Esimerkiksi tyyppi K (nikkeli-kromi/nikkeli-alumel) on yleinen teollisuusuuneissa, ekstruusiokoneissa ja LVI-järjestelmissä laajan käyttöalueensa ja kestävyytensä ansiosta. Tyyppi J (rauta-konstantaani) sopii matalamman lämpötilan uuneihin tai polttouuneihin, kun taas tyypit R ja S (platina-rodiumseokset) valitaan erittäin kuumiin sovelluksiin, kuten lasinvalmistukseen tai ilmailu- ja avaruusmoottoreihin.

Lämpötila-mittapäässä itse anturielementti on koteloitu käyttövalmiiseen muotoon. Mittapää voi käyttää lämpöparia, RTD-vastusanturia tai jopa termistoria. Tämä on asennettu käyttövalmiiseen suojaavaan kuoreen eristeen ja johtimien kanssa. Toisin sanoen lämpöpari on varsinainen mittausanturi, kun taas lämpöpari-mittapää on käyttövalmis kokoonpano, joka on suunniteltu käytettäväksi tietyssä ympäristössä (esim. elintarviketurvalliset ruostumattomasta teräksestä valmistetut anturit meijeriteollisuuden käyttöön tai Inconel-vaippaiset anturit turbiineita varten).

Kuten kaikki anturit, myös lämpöparit voivat vikaantua. Yleisimpiä vikaantumistapoja ovat:

Avoin virtapiiri: Ei lähtösignaalia katkenneen johtimen tai syöpyneen liitoksen vuoksi. Näkyy tyypillisesti epätavallisen korkeana tai mittausalueen ulkopuolella olevana lukemana.
Oikosulku: Johdot koskettavat toisiaan virheellisesti, mikä johtaa epävakaisiin tai epätarkkoihin lukemiin.
Ryömintä: Vaiheittainen ajan myötä kasvava epätarkkuus, joka johtuu hapettumisesta, epäpuhtauksista tai mekaanisesta rasituksesta, usein kriittinen tekijä teollisissa prosesseissa, joissa lämpötila on korkea.
Kohina tai epävakaat signaalit: Voivat johtua heikosta eristyksestä, sähkömagneettisista häiriöistä tai virheellisestä maadoituksesta.
Hidas vaste: Heikentynyt suojaus tai osittain vaurioitunut liitoskohta voi aiheuttaa viiveitä todellisten lämpötilamuutosten mittaamisessa.

RTD-vastukset ovat tarkkoja ja stabiileja, mutta ne eivät ole kovin kestäviä. Lämpöpareja käytetään niiden sijasta sovelluksissa, joissa kestävyys, laaja lämpötila-alue, nopea vaste ja alhaiset kustannukset ovat tärkeimpiä.