Production de thermocouples
Les thermocouples sont des capteurs de température à résistance utilisés pour mesurer des températures extrêmes, trouvant une application dans de nombreux secteurs.
Ces capteurs ont des dimensions réduites et des temps de mesure très rapides, et grâce à leur haute résistance, il est possible d'utiliser des thermocouples même dans des conditions critiques.
Les températures mesurées peuvent atteindre jusqu'à 2500°C et, grâce à leur extrême résistance et leur petite taille, elles comptent parmi les résistances électriques les plus courantes pour la thermorégulation.
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QUE SONT LES THERMOCOUPLES ?
Ce sont des transducteurs, des thermomètres qui basent leur fonctionnement sur l'effet thermoélectrique.
Les principaux avantages sont leur petite taille, leurs temps de mesure rapides et la possibilité d'être utilisés même à des températures extrêmes (selon le type de thermocouple, jusqu'à 2500 C°).
COMMENT ÇA MARCHE
Les thermocouples sont constitués de deux fils conducteurs qui, une fois joints, forment un circuit. Le circuit du thermocouple est composé de deux fils de métaux différents. Le point de jonction des deux fils est appelé jonction chaude et est en contact avec la température mesurée. Le point où les deux fils sont libres (non joints) est la jonction froide et est en contact avec un corps dont la température est déjà connue.
Il existe donc une différence de température entre les deux jonctions, générant un courant électrique dans le circuit. C'est l'effet Seebeck, à la base du fonctionnement des thermocouples. Le courant généré par le circuit correspond donc à une différence de température entre les deux jonctions. En mesurant la tension présente dans le circuit, le thermocouple est capable de déterminer la température à laquelle la jonction chaude est exposée.
L'EFFET SEEBACK
L'effet Seeback décrit comment deux métaux à des températures différentes, lorsqu'ils sont assemblés, génèrent une force électromotrice spécifique. Cela dépend en grande partie du type de métal utilisé dans le thermocouple, permettant des mesures plus précises ou à des températures spécifiques. C'est pourquoi les thermocouples sont classés en fonction de la paire de métaux utilisée.
TYPES ET TABLEAU DE COULEURS
Le procédé de fabrication des thermocouples permet de classer ces métaux selon leur type. La température maximale de fonctionnement varie selon les métaux utilisés, ce qui entraîne des contextes d'application et des caractéristiques différents.
TYPE K
Les thermocouples K sont fabriqués à partir de fils à base de nickel et sont les plus utilisés dans les applications industrielles et de fabrication en raison de leur fiabilité et de leur prix abordable. Plage de mesure : -200/ 1370 °C.
Thermocouple K Couleur : Vert
TYPE J
Les thermocouples de type J ont une plage de mesure plus limitée que les thermocouples K. Les deux pôles sont en fer (pôle positif) et en alliage nickel-cuivre (pôle négatif). Plage de mesure : -40/ 750 °C.
Thermocouple J Couleur : Noir
TYPE N
Les batteries de type N sont adaptées aux températures élevées, comme les batteries de type K, mais plus stables et moins sensibles à l'oxydation et aux températures extérieures extrêmes. Plage de températures : -270/ 1 300 °C.
Couleur du thermocouple N : rose
TYPE W3
Idéal pour les températures très élevées, le W3 peut mesurer jusqu'à 2 500 °C. Il ne peut être utilisé en atmosphère oxydante ni au contact de l'air. Ce sont les plus avancés technologiquement, principalement utilisés dans les secteurs exigeant des températures très élevées. Plage de température : 0/ 2 500 °C.
Couleur du thermocouple W3 : vert
ISOLATION TRADITIONNELLE OU MINÉRALE ?
- Le type d'isolant utilisé pour la fabrication des thermocouples détermine divers facteurs de performance, notamment la rapidité de réponse et de mesure. Il en existe plusieurs types, notamment : l'isolant traditionnel utilise des isolants en céramique et des gaines de protection en métal ou en céramique. L'isolant minéral utilise de l'oxyde de magnésium (MgO) pour isoler les fils métalliques grâce à une gaine hautement isolante.
- Avec des câbles à isolation minérale, ils ont une meilleure vitesse de réponse et une meilleure résistance à la pression et aux vibrations que les thermocouples standard avec isolation traditionnelle.
UTILISATIONS DES THERMOCOUPLES
L’utilisation de thermocouples comme capteurs de température est répandue, dans les contextes et applications industriels et domestiques.
THERMOCOUPLES POUR CHAUDIÈRES, FOURS ET PLAQUES DE CUISSON
À la maison, les thermocouples sont largement utilisés pour chauffer et faire fonctionner les plaques de cuisson et les fours.
Dans ces contextes, le thermocouple fonctionne comme un thermomètre régulateur de température, envoyant une impulsion électrique qui contrôle si la vanne de gaz est ouverte ou non.
Le thermocouple sert ici de dispositif de sécurité pour les fours et tables de cuisson à gaz, indiquant que le robinet de gaz doit se fermer en cas d'extinction de la flamme. Ainsi, une fois que le thermocouple a mesuré la baisse de température due à l'absence de flamme, il déclenche une impulsion électrique pour interrompre le débit de gaz.
SONDES THERMOCOUPLE INDUSTRIELLES
Pour mesurer des températures élevées ou des conditions difficiles, les thermocouples sont un outil essentiel des sondes industrielles utilisées dans les procédés de fabrication. Leur principal avantage réside dans leur durabilité, qui leur permet d'être utilisés dans une grande variété de contextes industriels.
THERMOCOUPLES OU THERMOMÈTRES À RÉSISTANCE : LES DIFFÉRENCES
Les thermocouples et les thermomètres à résistance comptent parmi les sondes de mesure de température les plus utilisées, tant dans les applications industrielles que résidentielles. Lors du choix de ces composants électriques, il est crucial de prendre en compte deux facteurs : la précision et le type de température à mesurer. Les thermocouples sont moins précis que les thermomètres à résistance, mais ils sont plus faciles à étalonner et plus durables. Si la mesure nécessite des températures très élevées, supérieures à 650 °C, les thermocouples constituent l'instrument de mesure idéal grâce à leur plage de mesure plus large.
