Termopara typu J należy do jednych z najpowszechniej używanych czujników temperatury, ze względu na swoje ogólne przeznaczenie i niską cenę. Jakie są ich wady i zalety? Do jakich zastosowań sprawdzą się najlepiej? Czym różni się od równie popularnej termopary typu K?
Zasada działania termopary polega na tym, że gdy dwa różne przewodniki lub półprzewodniki A i B tworzą obwód, a ich dwa końce są połączone ze sobą, to dopóki temperatura w obu stykach jest różna (koniec roboczy i koniec kontrolny zwany zimnym), pętla będzie generować siłę elektromotoryczną. Jej kierunek i wielkość są związane z materiałem przewodnika i temperaturą obu styków. Zjawisko to nazywane jest efektem termoelektrycznym, a obwód składający się z dwóch przewodników – termoparą.
W termoparach typu J dodatni przewód składa się z żelaza, a ujemna noga z mieszaniny miedzi (55%) i niklu (45%), który jest znany jako stop o nazwie konstantan.
Termopary typu J przystosowane są do pracy w zakresie temperatur od w zakresie od -40 °C do 750°C. Zapewniają dokładny pomiar i czułość ma poziomie 55μV/℃, co czyni je idealnym wyborem m.in. dla większości przetwórstw tworzyw sztucznych.
Ten rodzaj termopar, według normy DIN EN 60584 ma dodatni przewód w kolorze czarnym, a ujemny w białym.
Wtykana termopara typu J
Termopara płaszczowa typu J
Zakres temperatur różnych rodzajów termopar – tabela
Czujniki temperatury termopary typu J są powszechnie stosowane do pomiaru temperatury w różnych zastosowaniach, szczególnie w atmosferze redukującej i w zastosowaniach próżniowych. Jest to jedna z niewielu termopar, która może być bezpiecznie stosowana w warunkach redukujących (czyli atmosferach, w których brakuje tlenu, a obecne są gazy redukujące takie jak np. wodór oraz tlenek węgla) np. w piecach przemysłowych.
Ze względu na wysoką czułość oraz szeroki zakres mierzonych temperatur, termopary typu J stanowią dobry wybór dla przemysłu tworzyw sztucznych, obejmującego produkty medyczne, a także dla obróbki cieplnej aluminium, utwardzania kompozytów, produkcji i rozwoju chemikaliów i farb oraz do testowania elektroniki
Ten typ termopary, ze względu na obecność żelaza, jest podatny na utlenianie, dlatego nie zalecamy używania jej do pomiarów temperatury w wilgotnych warunkach.
Nie powinien być także używany do wysokich temperatur powyżej 750°C w atmosferze utleniającej, ponieważ w takich warunkach żelazo ulega przemianie molekularnej i trwale traci swoje standardowe napięcie wyjściowe. Nie ma możliwości jego odzyskania nawet po schłodzeniu żelaza.
Ten czujnik temperatury nie sprawdzi się również w atmosferze o dużej zawartości siarki, gdyż spowodowałaby ona jego szybką degradację.
Czujniki termoelektryczne typu J mają dokładność pomiaru zbliżoną do termopar typu K. Termopary typu J mają bardziej ograniczony zakres temperatury (od -40 °C do +750 °C) niż typ K Stosowany w zakresie temperatur od -200 do +1200°C, ale wyższą czułość– około 50 µV/°C w porównaniu do 41µV/°C.
Ponadto, termopary typu K, ze względu na materiał, z jakiego są wykonane (stop NiCr-Ni), są bardziej odporne na ultlenianie się i kwasowość. Kolejną ich zaletą jest przystępna cena – najniższa spośród wszystkich rodzajów czujników termoelektrycznych.
