What Is a Type K Thermocouple? Working Principle, Range, Accuracy Guide

K 型熱電対とは何ですか?

熱処理工場、食品加工ライン、または石油化学ユニットを歩いていると、ほとんどの温度ループにタイプ K 熱電対が使われているのが見つかります。これらは広範囲、低コスト、酸化性雰囲気における信頼性の高い安定性を兼ね備えているため、デフォルトの工業用温度センサーとなっています。タイプ K 熱電対は、プラス側のクロメル (ニッケル - クロム) とマイナス側のアルメル (ニッケル - アルミニウム) という 2 本のニッケルベースの合金ワイヤで作られた温度センサーです。測定接点が加熱されると、ゼーベック効果により小さな DC 電圧が生成され、接続された機器がそれを温度測定値に変換します。

タイプ K センサーは大まかにカバーします -200℃～1260℃ これは、ほとんどの炉、熱風システム、排気監視、熱処理オーブン、プロセス配管に十分です。また、機械的にも柔軟性があり、同じ基本要素を細い針プローブ、鉱物絶縁ケーブル、工業用ステンレス鋼プローブ、表面パッチ センサー、または重い炉アセンブリに組み込むことができます。この多用途性により、エンジニアが他の文字で指定された熱電対よりも先にタイプ K に手を伸ばすことが多い理由が説明されています。

• 出力感度: 動作範囲全体で摂氏 1 度あたり約 41 マイクロボルト
• 共通規格：IEC 60584、ANSI/ASTM E230
• 接地、非接地、および露出接合スタイルで利用可能
• シースの材質、直径、取り付け金具の幅広い選択肢

特定のマシンまたはプロセスのプローブが必要な場合は、 工業用温度センサーのラインナップ このサイトでは、同じタイプ K 要素をさまざまな動作環境にパッケージ化する方法を示しています。

K 型熱電対の仕組み

2 本の異なる金属ワイヤが測定端で結合されています。測定ジャンクションはプロセス温度にあり、もう一方の端は既知の温度または補償された温度で測定機器に接続されます。 2 つの接合部間の温度差により小さな DC 電圧が生成されます。タイプ K の場合、出力は摂氏 1 度あたり約 41 マイクロボルトです。この機器は冷接点補償を適用して基準端の影響を除去し、計算されたプロセス温度を表示します。

これはすべてのタイプの熱電対で同じ原理ですが、合金の組み合わせによってタイプ K に固有の電気出力と温度制限が定義されます。

ジャンクションのスタイルと応答

測定チップの接合部は 3 つの方法で構築でき、その選択は応答時間、機械的強度、電気ノイズに対する耐性に影響します。

実際には、ほとんどの産業用タイプ K センサーは、露出型には機械的保護が欠けているため、非接地または接地接点を使用します。

温度範囲、精度、許容差

タイプ K は卑金属熱電対として分類されます。空気中では標準構造で約100℃までの連続使用が可能です。 1100℃ ;温度が高くなると、ニッケルクロム脚の酸化が促進されます。への小旅行 1260℃ 可能であり、太いワイヤは細いワイヤよりも上限を許容します。ローエンドでは、実際の限界は約 -200°C であり、信号が小さくなり、誤差バジェットが厳しくなります。

許容クラスの仕組み

許容誤差ステートメントの「または」は重要です。 500°C でのクラス 1 センサーの場合、500°C の 0.4% は 2.0°C であるため、許容誤差は ±1.5°C ではなく ±2.0°C になります。 100℃では、±1.5℃の固定値が適用されます。常に固定値とパーセンテージ値を比較し、大きい方を採用します。

現実世界の精度に影響を与えるもの

センサーのクラスを超えて、精度はシースの材料の相互作用、浸漬深さ、プローブに沿った熱伝導、延長ワイヤーの品質、およびそれに接続されている機器の校正によって決まります。正しく取り付けられたクラス 1 センサーは、取り付けがジャンクションが実際のプロセス温度に達することができる場合に限り、通常、正しく取り付けられていないクラス 2 センサーよりも優れた性能を発揮します。

一般的なタイプ K 熱電対の設計

温度範囲とコストによりタイプ K は非常に汎用性が高いため、メーカーはさまざまな業界向けに数十の機械構成を提供しています。

シース付きおよび鉱物絶縁プローブ

炉、排気ライン、高温プロセス用に、タイプ K エレメントは酸化マグネシウムに詰められ、ステンレス鋼またはインコネルのシースに包まれています。この構造により、ワイヤを湿気、圧力、機械的損傷から保護しながら、限られたスペースに合わせてプローブを曲げることができます。炉のドアとアルミニウム接点の場合、 工業用耐摩耗性 L タイプ K タイプ熱電対 曲げ部分と先端部分に金属の厚みが追加されるため、研磨環境での耐用年数が大幅に延長されます。

工業用耐摩耗性 L 型熱電対用の卸売タイプ K 熱電対 Jiangsu Zhaolong Electrics Co., Ltd. は、産業用耐摩耗性 L 型熱電対炉用の中国卸売タイプ K 熱電対です。 製品を見る→

表面温度センサー

平らな表面の温度を測定すると、2 つの問題が生じます。センサーはしっかりとした熱接触を行う必要があること、もう 1 つは表面から熱を伝導してはいけないことです。あ 粘着面実装 K タイプ熱電対 測定接点を物体に直接接着することで両方を解決します。穴あけや溶接が許可されていないパイプ、プレート、金型、電気機器に実用的なオプションです。

Tem 用の卸売高精度表面実装自己粘着 K タイプ熱電対 Jiangsu Zhaolong Electrics Co., Ltd. は、温度測定用の中国卸売高精度表面実装自己粘着 K タイプ熱電対です。 製品を見る→

ニードルおよび高速応答プローブ

細い針プローブは、センサーが小さな質量、柔らかい製品、または材料をあまり除去せずに移動プロセス内の点を測定する必要がある場合に使用されます。直径が小さいため、熱応答が速くなりますが、最大使用温度が制限され、プローブがシース型よりも壊れやすくなります。

タイプ K 熱電対が使用される場所

タイプ K は、ベース合金のコストが低く、その範囲が一般的なプロセス条件をカバーしているため、ほとんどの温度に敏感な業界でデフォルトの選択肢となっています。典型的なアプリケーションには次のようなものがあります。

• 石油化学および化学プラント – パイプの表面温度、反応器の壁、貯蔵タンク。
• 炉、窯、熱処理 – 最大 1100°C までのチャンバーと負荷の監視。
• 天然ガスおよび電力システム – 排気ガス温度、バーナー監視、タービン入口測定。
• 食品機械 – 製品の中心温度、オーブン、フライヤー、滅菌ライン。
• 分析機器 – 実験装置およびサンプルヒーター内のコンパクトなプローブ。

詳細については、 産業用途の概要 このサイトで。

食品加工例

食品生産では、センサーは損傷を与えることなく製品に侵入できるほど薄く、頻繁な洗浄に耐えられるほど堅牢で、調理中や冷却中の温度変化に追従できる十分な速度が必要です。あ 食品加工の温度測定に適した針状K型熱電対 この分野では一般的な解決策です。

卸売針状熱電対（温度測定に適用） Jiangsu Zhaolong Electrics Co., Ltd. は、針状熱電対 (食品や食品の温度測定に適用可能) の中国卸売会社です。 製品を見る→

熱電対は、個々のプローブを超えて、コントローラーまたはトランスミッターと連携して動作する必要があります。の 温度制御システムにおける工業用温度センサーの役割 では、センサー信号がどのように閉制御ループの一部になるのか、センサーの配置と信号調整がプローブ自体と同じくらい重要である理由について説明します。

正しい K 型熱電対の選び方

カタログではなくプロセス条件から始めてください。連続最高温度、雰囲気、機械的負荷、および取り付けに利用できるスペースを定義します。次に、次の手順を使用してデザインを絞り込みます。

1. 測定温度がタイプ K の連続安全範囲内にあることを確認します。
2. ジャンクションのスタイルを選択します。電気的にノイズの多いエリアでは非接地、より高速な応答のために接地、非腐食性および非加圧場所でのみ露出します。
3. プロセス雰囲気と温度に適合するシースの材質を選択してください。
4. プローブの直径、長さ、取り付けネジ、フランジ、または圧縮フィッティングを定義します。
5. 精度クラスを選択し、加工公差がクラス1またはクラス2に適合しているか確認してください。
6. 延長ワイヤを指定します。正しいタイプ K 補償ケーブルを使用し、接続を湿気や熱から遠ざけてください。

疑問がある場合は、動作温度、シース温度、化学薬品への曝露、および機械的条件をサプライヤーに提供してください。当社の工場などのメーカーは、標準のタイプ K アセンブリを推奨したり、適切な直径、プローブ長、材質、接続ヘッドを備えたカスタム プローブを構築したりできます。

K 型熱電対のテストとトラブルシューティング

現場での問題のほとんどは、校正作業を行う前に簡単な検査で発見されます。

1. 目視検査 – シースのひび割れや変形、変色、取り付けの緩み、絶縁体の損傷を確認します。
2. 導通試験 – 機器を取り外し、マルチメーターを使用して 2 本のワイヤ全体を測定します。健康なタイプ K プローブは低い抵抗値を示します。開回路は断線を意味します。
3. アイスバスチェック – 感知ジャンクションを砕いた氷と水の混合物の中に置き、測定値を監視します。センサーの許容範囲内で 0°C 付近に安定するはずです。
4. 比較チェック – 安定した温度源内で最近校正した基準センサーの隣にプローブを設置し、読み取り値を比較します。

一般的な障害

• ドリフト – 多くの場合、高温でのプラスレッグのクロムの酸化、汚染、または選択的酸化によって引き起こされます。
• ノイズの多い測定値 – 通常は、電気的干渉の問題または高抵抗接続が原因です。接地されていない接合部により、接地ループノイズが低減されます。
• 出力なし – 断線、端子の緩み、または延長線の極性が逆。

タイプ K センサーに適切なサプライヤーを選択する

タイプ K 熱電対は、ほとんどの工業用温度測定の出発点として適切ですが、信頼性の高い長期的な性能を実現するには、プローブの構造、材料、および精度クラスがアプリケーションに適合している必要があります。明確な仕様により、ダウンタイムが短縮され、繰り返しの購入が回避され、センサーの取り付けとメンテナンスが簡単になります。標準のステンレス鋼プローブが必要な場合でも、炉グレードの耐摩耗性アセンブリが必要な場合でも、食品機械用の小型センサーが必要な場合でも、メーカーとプロセス条件についてオープンに話し合うことで、最初の注文で適切な設計を得ることができます。