Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и виды

Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и виды

Температура — один из основных физических параметров. Измерять и контролировать его важно как в бытовой жизни, так и на производстве. Для этого существует множество специальных устройств. Термометр сопротивления — один из самых распространенных приборов, активно применяющийся в науке и промышленности. Сегодня мы расскажем что такое термометр сопротивления, его преимущества и недостатки, а также разберемся в различных моделях.

Область применения

Термометр сопротивления — это устройство, предназначенное для измерения температуры твердых, жидких и газообразных сред. Также его используют и при измерении температуры сыпучих веществ.

Свое место термометр сопротивления нашел в газо- и нефтедобыче, металлургии, энергетике, сфере ЖКХ и многих других отраслях.

ВАЖНО! Термометры сопротивления можно использовать как в нейтральных средах, так и в агрессивных. Это способствует распространению прибора в химической промышленности.

Обратите внимание! Для измерения температур в промышленности также используют термопары, про них подробнее узнаете из нашей статьи про термопары.

Расшифровка аббревиатур

В следующем перечне приведены типичные обозначения термопар:

  • название датчика, термометр сопротивления – ТС;
  • дополнение М (П) обозначает материал рабочего элемента: медь (ТСМ), платина (ТСП), соответственно;
  • буква К в начале – комплект для измерения показаний в нескольких рабочих зонах (КТС).

К сведению. Если в аббревиатуре присутствует символ Н, значит, датчик рассчитан на выполнение измерений в низкотемпературном диапазоне.

Виды датчиков и их характеристики

Измерение температуры термометром сопротивления происходит с помощью одного или нескольких чувствительных элементов сопротивления и соединительных проводов, которые надежно спрятаны в защитном корпусе.

Классификация ТС происходит именно по типу чувствительного элемента.

Металлический термометр сопротивления по ГОСТ 6651-2009

Согласно ГОСТ 6651-2009 выделяют группу металлических термометров сопротивления, то есть ТС, чей чувствительный элемент — это небольшой резистор из металлической проволоки или пленки.

Платиновые измерители температуры

Платиновые ТС считаются самым распространёнными среди других видов, поэтому их часто устанавливают для контроля важных параметров. Диапазон измерения температуры лежит от -200 °С до 650 °С. Характеристика близка к линейной функции. Один из самых распространённых видов — Pt100 (Pt — платиновый, 100 — означает 100 Ом при 0 °С).

ВАЖНО! Основной недостаток этого устройства — дороговизна за счет использования драгоценного металла в составе.

Никелевые термометры сопротивления

Никелевые ТС почти не используются в производстве за счет узкого температурного диапазона (от -60 °С до 180 °С) и сложностей эксплуатации, однако, следует отметить, что именно они имеют самый высокий температурный коэффициент 0,00617 °С-1.

Ранее такие датчики использовались в кораблестроении, однако, сейчас в этой отрасли их заменили на платиновые ТС.

Особенности, нюансы по точности

Напряжение на холодных кончиках пропорционально зависимое от t° в районе горячей спайки. В определенном температурном диапазоне наблюдается линейное термоэлектрическое свойство, показывающее собой зависимость напряжения от уровня разности t° между точками теплым и холодным элементом ТП. Линейность условная — о ней можно говорить, лишь когда t° на последнем постоянная. Данный нюанс надо учитывать, если делается градуировка: при изменении нагрева на холодных окончаниях есть вероятность значительной погрешности

Когда требуется высокая точность замеров, холодные концы помещают в специальные капсулы, где стабильность одного выбранного уровня температуры поддерживается специальными электронными приборами, обрабатывающими показатели термометра сопротивления. При таком подходе добиваются точности до ±0.01. Но это затребовано лишь для немногих технологических процессов. В большинстве случаев, например, при работе термопары в холодильниках, водонагревателях и прочих бытовых приборах требования менее жесткие, допускают отклонения на порядок ниже.

Градуировочные таблицы термометров сопротивления

Градуировочные таблицы — это сводная сетка, по которой можно легко определить при какой температуре термометр будет иметь определенное сопротивление. Такие таблицы помогают работникам КИПиА оценить значение измеряемой температуры по определённому значению сопротивления.

В рамках этой таблицы существуют специальные обозначения ТС. Их вы можете увидеть в верхней строчке. Цифра означает значение сопротивления датчика при 0°С, а буква металл, из которого оно создано.

Для обозначения металла используют:

  • П или Pt — платина;
  • М — медь;
  • N — никель.

Например, 50М — это медный ТС, с сопротивлением 50 Ом при 0 °С.

Ниже представлен фрагмент градуировочной таблицы термометров.

50М (Ом) 100М (Ом) 50П (Ом) 100П (Ом) 500П (Ом)
-50 °С 39.3 78.6 40.01 80.01 401.57
0 °С 50 100 50 100 500
50 °С 60.7 121.4 59.7 119.4 1193.95
100 °С 71.4 142.8 69.25 138.5 1385
150 °С 82.1 164.2 78.66 157.31 1573.15

Типовые конструкции платиновых термосопротивлений

Наиболее распространение получило исполнение ЧЭ в ПТС, называемое «свободной от напряжения спиралью», у зарубежных изготовителей оно проходит под термином «Strain free». Упрощенный вариант такой конструкции представлен ниже.


Конструктивное исполнение «Strain free»

Обозначения:

  • А – Выводы термоэлектрического элемента.
  • В – Защитный корпус.
  • С – Спираль из платиновой проволоки.
  • D – Мелкодисперсный наполнитель.
  • E – Глазурь, герметизирующая ЧЭ.

Как видно из рисунка, четыре спирали из платиновой проволоки, размещают в специальных каналах, которые потом заполняются мелкодисперсным наполнителем. В роли последнего выступает очищенный от примесей оксид алюминия (Al2O3). Наполнитель обеспечивает изоляцию между витками проволоки, а также играет роль амортизатора при вибрациях или когда происходит ее расширение, вследствие нагрева. Для герметизации отверстий в защитном корпусе применяется специальная глазурь.

На практике встречается много вариаций типового исполнения, различия могут быть в дизайне, герметизирующем материале и размерах основных компонентов.

Исполнение Hollow Annulus.

Данный вид конструкции относительно новый, она разрабатывалась для использования в атомной индустрии, а также на объектах особой важности. В других сферах датчики данного типа практически не применяются, основная причина этого высокая стоимость изделий. Отличительные особенности высокая надежность и стабильные характеристики. Приведем пример такой конструкции.


Пример исполнения «Hollow Annulus»

Читайте также:
Установка для производства строительных блоков

Обозначения:

  • А – Выводы с ЧЭ.
  • В – Изоляция выводов ЧЭ.
  • С – Изолирующий мелкодисперсный наполнитель.
  • D – Защитный корпус датчика.
  • E – Проволока из платины.
  • F – Металлическая трубка.

ЧЭ данной конструкции представляет собой металлическую трубку (полый цилиндр), покрытый слоем изоляции, сверху которой наматывается платиновая проволока. В качестве материала цилиндра используется сплав с температурным коэффициентом близким к платине. Изоляционное покрытие (Al2O3) наносится горячим напылением. Собранный ЧЭ помещается с защитный корпус, после чего его герметизируют.

Для данной конструкции характерна низкая инерционность, она может быть в диапазоне от 350,0 миллисекунд до 11,0 секунд, в зависимости от того используется погружаемый или монтированный ЧЭ.

Пленочное исполнение (Thin film).

Основное отличие от предыдущих видов заключается в том, что платина тонким слоем (толщиной в несколько микрон) напыляется на керамическое или пластиковое основание. На напыление наносится стеклянное, эпоксидное или пластиковое защитное покрытие.


Миниатюрный пленочный датчик

Это наиболее распространенный тип конструкции, основные достоинства которой заключаются в невысокой стоимости и небольших габаритах. Помимо этого пленочные датчики обладают низкой инерционностью и относительно высоким внутренним сопротивлением. Последнее практически полностью нивелирует воздействие сопротивления выводов на показания прибора (таблицы термосопротивлений можно найти в сети).

Что касается стабильности, то она уступает проволочным датчикам, но следует учитывать, что пленочная технология усовершенствуется год от года, и прогресс довольно ощутим.

Стеклянная изоляция спирали.

В некоторых дорогих ТС платиновую проволоку покрывают стеклянной изоляцией. Такое исполнение обеспечивает полную герметизацию ЧЭ и увеличивает влагостойкость, но сужает диапазон измеряемой температуры.

Схема подключений

Для того, чтобы узнать значение сопротивления его надо измерить. Сделать это можно с помощью включения его в измерительную цепь. Для этого используют 3 типа схем, которые отличаются между собой количеством проводов и достигаемой точностью измерений:

  • 2-проводная цепь. Содержит минимальное количество проводов, а значит, самый дешевый вариант. Однако, при выборе данной схемы достичь оптимальной точности измерений не получится — к сопротивлению термометра будет прибавляться сопротивление используемых проводов, которые и будут вносить погрешность, зависимую от длины проводов. В промышленности такая схема применяется редко. Используется лишь для измерений, где не важна особая точность, а датчик находится в непосредственной близости от вторичного преобразователя. 2-проводная схема изображена на левом рисунке.
  • 3-проводная цепь. В отличии от предыдущего варианта здесь добавляется дополнительный провод, накоротко соединённый с одним из двух других измерительных. Его основная цель — возможность получить сопротивление подключенных проводов и вычесть это значение (компенсировать) из измеренного значения от датчика. Вторичный прибор, кроме основного измерения, дополнительно измеряет сопротивление между замкнутыми проводами, получая тем самым значение сопротивления проводов подключения от датчика до барьера или вторичника. Так как провода замкнуты, то это значение должно быть равно нулю, но по факту из-за большой длины проводов, это значение может достигать нескольких Ом. Далее эта погрешность вычитается из измеренного значения, получая более точные показания, за счёт компенсации сопротивления проводов. Такое подключение применяется в большинстве случаев, поскольку является компромиссом между необходимой точностью и приемлемой ценой. 3-х проводная схема изображена на центральном рисунке.
  • 4-проводная цепь. Цель такая же, что и при использовании трехпроводной схемы, но компенсация погрешности идёт обоих измерительных проводов. В трехпроводной схеме значение сопротивления обоих измерительных проводов принимается за одинаковое значение, но по факту оно может незначительно отличаться. За счет добавления ещё одного четвёртого провода в четырехпроводной схеме (закороченного со вторым измерительным проводом), удается получить отдельно его значение сопротивления и почти полностью компенсировать всё сопротивление от проводов. Однако, данная цепь является более дорогой, так как требуется четвёртый проводник и поэтому реализуется или на предприятиях с достаточным финансированием, или при измерении параметров, где нужна большая точность. 4-х проводную схему подключений вы можете увидеть на правом рисунке.

Обратите внимание! У датчика Pt1000 уже при нуле градусов сопротивление равно 1000 Ом. Увидеть их можно, например, на паровой трубе, где измеряемая температура равна 100-160 °С, что соответствует примерно 1400-1600 Ом. Сопротивление же проводов в зависимости от длины равно примерно 3-4 Ом, т.е. на погрешность они практически не влияют и смысла в использовании трёх или четырёх проводной схемы подключения особо нет.

Какой термометр выбрать: с термопарой или с терморезистором

Устройство и принцип действия термопары в термоэлектрическом измерителе и терморезистора в термометре сопротивления:

Нельзя однозначно для всех ситуаций рекомендовать, какие детекторы лучшие: термометр с термопарой или с термистором (ТС, он же термометр сопротивления), так как надо учитывать среду и сопоставлять со свойствами этих типов термодатчиков — каждый имеет свои плюсы и минусы. Подробно мы их рассмотрели. Теперь опишем пример выбора.

Первым делом сравнивают характеристики, сопоставляют:

  • с требуемой точностью. Для не особо требовательных целей отклонение на 1–2 градуса не будет критичным. Но для приборов требовательных к точности данный параметр важен. В большинстве случаев корректнее термисторы, но также данный параметр у разных моделей сенсоров может быть равным, что мы видим в таблице;
  • с рабочим температурным диапазоном. Тут ТП, безусловно, лучше, охватывает рамки t° намного шире;
  • скорость реакции лучше у термопар, но это общее правило. Данный параметр может также сравниваться (см. табл.);
  • термоэлектрический преобразователь лучше выдерживают вибрации, механические нагрузки, агрессивные среды.

Определить лучший вариант прибора надо с учетом всех нюансов и поставленных целей. Опишем это в примере:

  • обслуживаемая зона — сегмент трубопровода с изменяющимися постоянно условиями, с вибрациями. Температура −200…+300° C;
  • цель — максимальная точность, и это самое важное условие;
  • можно подобрать термодатчики обоих типов. На первый взгляд ТП более подходящая, так как устойчивее к нагрузкам, вибрации;
  • в итоге выбран термисторный прибор, так как цель — точность, а у этого типа сенсоров она выше. Кроме того, применили именно тонкопленочный термистор, этот вариант сенсора более стойкий к вибрациям нагрузкам.
Читайте также:
Утепление фасада экструдированным пенополистиролом: технология теплоизоляции полистиролом под штукатурку своими руками

  • среда — реактор, +550…+900° C, уровень вибрации низкий;
  • цель — точность ±5° C;
  • ТС выдают стабильно точные измерения, особенно при невысоких вибрациях, но не надо забывать о диапазоне t°. Термисторы не стоит применять при выше + 850° C. Поскольку наша среда имеет от +900, выбран термометр с термопарой.

Класс допуска

Приведенные ниже данные соответствуют международным и российским стандартам. Допустимо использование уникальных температурных диапазонов, утвержденных в ТУ определенного предприятия производителя.

Термометр сопротивления, принцип действия

Термопреобразователь сопротивления (ТС) – средство измерений температуры, состоящее из одного или нескольких термочувствительных элементов сопротивления и внутренних соединительных проводов, помещенных в герметичный защитный корпус, внешних клемм или выводов, предназначенных для подключения к измерительному прибору.

Чувствительный элемент (ЧЭ) первичного преобразователя выполнен из металлической проволоки бифилярной намотки (рис. 1) или пленки, нанесенной на диэлектрическую подложку в виде меандра (рис. 2). ЧЭ имеет выводы для крепления соединительных проводов и известную зависимость электрического сопротивления от температуры. Схема термометра сопротивления представлена на рисунках 1 и 2.

Принцип работы термопары сопротивления (термометра сопротивления) основан на изменении электрического сопротивления термочувствительного элемента от температуры.Самый популярный тип термометра – платиновый термометр сопротивления ТСП градуировки Pt100. В качестве рабочих средств измерений применяются также медные термометры.

Главное преимущество термометров сопротивления – высокая стабильность, близость характеристики к линейной зависимости, высокая взаимозаменяемость. Пленочные платиновые термометры сопротивления отличаются повышенной вибропрочностью.

Недостаток термометров и чувствительных элементов сопротивления – необходимость использования для точных измерений трех- или четырехпроводной схемы включения, т.к. при подключении датчика с помощью двух проводов, их сопротивление включается измеренное сопротивление термометра.

Для измерения температуры различных типов рабочих сред – воды, газа, пара, химических соединений и сыпучих материалов используют термопреобразователь ТСП. Аналогом, производимым Производственной компанией “Тесей”, является термопреобразователи сопротивления типа ТСПТ и ТСПТ Ех.Номинальная статическая характеристика термопреобразователей – Pt100, Pt500, Pt1000, 100П и 50П.

Выбор термопреобразователя ТСП зависит от рабочей среды – диапазон температур измеряемой среды должен соответствовать рабочему диапазону термопреобразователя. При выборе необходимо обратить внимание надлину погружной части термопреобразователя и длину соединительного кабеля. Глубина погружения будет зависеть от глубины активной части, которая определяется длиной чувствительного элемента.

Термопреобразователь сопротивления ТСМ. Термопреобразователь ТСМ выполнен в виде бескаркасной намотки чувствительного элемента из медного изолированного микропроводабифилярной намотки. Аналогом, производимым Производственной компанией “Тесей”, является термопреобразователи сопротивления типа ТСМТ и ТСМТ Ех.Номинальная статическая характеристика термопреобразователей – 100М или 50М.

Схемы соединений и цветовая идентификация внутренних соединительных проводов термопреобразователей соротивления (подключение термопары)

Таблица 1. Схема соединения термопреобразователя сопротивления (схема термометра сопротивления и его соединений)

двухпроводная

трехпроводная

четырехпроводная

Один
ЧЭ

Два
ЧЭ

Используется 3 схемы включения датчика в измерительную цепь (подключение термопары):

  • 2-проводная. В схеме подключения простейшего термометра сопротивления используется два провода. Такая схема термометра сопротивления используется там, где не требуется высокой точности, так как сопротивление проводов включается в измеренное сопротивление и приводит к появлению дополнительной погрешности. Такая схема не применяется для термометров класса А и АА.
  • 3-проводная обеспечивает значительно более точные измерения за счёт того, что появляется возможность измерить в отдельном опыте сопротивление подводящих проводов и учесть их влияние на точность измерения сопротивления датчика.
  • 4-проводная — наиболее точная схема, обеспечивает полное исключение влияния подводящих проводов.

Термопара принцип действия термопреобразователя сопротивления ТСПТ (ТСМТ)

Термопреобразователи сопротивления ТСПТ (ТСМТ) с двухпроводной схемой подключения изготавливаться только с классом допуска В или С и имеют ограничения по монтажным длинам и длинам удлинительных проводов. В соответствии с требованиями ГОСТ 6651-2009, для датчиков с двух проводной схемой подключения, сопротивление внутренних проводов не должно превышать 0,1% номинального сопротивления ТС при 0°С. В связи с этим для различных НСХ присутствуют ограничения по монтажным длинам:

– для датчиков с клеммной головкой максимальная монтажная длина составляет Lmax= (500÷1250) мм в зависимости от конструктивной модификации,
– для датчиков с удлинительным проводом, максимальная длина провода составляет ℓ max= (500÷1000) мм в зависимости от конструктивной модификации.

Датчики с трех- и четырехпроводной схемой подключения, в зависимости от конструктивных модификаций, изготавливаются по классу допуска АА, А, В, С. При изготовлении ограничения по монтажным длинам и длинам удлинительных проводов отсутствуют. Следует учитывать, что у вторичных приборов, к которым подключаются датчики, могут существовать ограничения по входному сопротивлению измерительной линии, которая в свою очередь зависит от длины провода датчика.

Таблица 2. Номинальное сопротивление R0

Pt

П

М

Температурный коэффициент a, °С-1

0,00385

0,00391

0,00428

Номинальное сопротивление R, Ом

Неопределенность измерений термометров сопротивления

Термопреобразователь сопротивления может быть признан годным изготовителем (или поверочным центром), если отклонение сопротивления ТС от НСХ с учетом расширенной неопределенности измерения в лаборатории изготовителя или поверителя, рассчитанное в эквиваленте температуры (R–Rнсх ± Uпр)/(dR/dt), находится внутри интервала допуска ±Δt (см. ТС № 1 на рис. 3).

Термопреобразователь сопротивления может быть забракован потребителем только в том случае, если отклонение сопротивления ТС от НСХ с учетом расширенной неопределенности измерения в условиях использования термометра потребителем, рассчитанное в эквиваленте температуры (R–Rнсх ± Uпотр)/(dR/dt), находится полностью вне интервала допуска ±Δt (см. ТС № 4 на рис. 3).

Рисунок 3. Иллюстрация к критерию приемки и отбраковки термометров сопротивления.

Из четырех термометров, данные по которым представлены на рис. 3, только термосопротивление № 1 может быть принят изготовителем и только термосопротивление № 4 может быть забракован заказчиком.

Такое правило приемки с одной стороны снижает риск потребителя, который может приобрести некачественный термометр сопротивления только по причине больших погрешностей измерений на производстве, с другой стороны, это правило стимулирует изготовителя использовать при приемке термометров высокоточное измерительное оборудование. Правило также является очень важным при установлении брака Заказчиком, т. к. Заказчик тоже обязан оценить неопределенность своих измерений и уже после этого предъявлять претензии к изготовителю.

Читайте также:
Туя Брабант: описание, в ландшафтном дизайне, посадка и уход

Объем и последовательность первичной и периодической поверок ТС установлены в соответствии с ГОСТ Р 8.624 при этом перечень обязательных контролируемых параметров одинаков. Первичная поверка, осуществляемая аккредитованной метрологической службой нашего предприятия, совмещается с приемо-сдаточными испытаниями.

На неопределенность результатов измерений температуры термопарами и термометрами сопротивления влияют многие факторы, основные из них это:

– случайные эффекты при измерении;
– неопределенность измерения регистрирующего прибора;
– класс допуска термопары или термометра сопротивления;
– изменение характеристики ТП или ТС за межповерочный интервал (МПИ);
– для ТП дополнительно класс точности удлинительных проводов, соединяющей термопару с регистрирующим прибором и погрешность компенсации температуры опорных спаев;

Характеристики источников неопределенности измерения температуры термоэлектрическим преобразователем представлены в таблице 3. Бюджет неопределенности составлен в соответствии с Руководством по выражению неопределенностей и нормативными документами.

Таблица 3. Бюджет неопределенности измерений

Обозначение

Тип и вид распределения неопределенности

Вклад в суммарную неопределённость

Случайные эффекты при измерении

тип А, нормальное распределение

Предел допускаемой основной погрешности регистрирующего прибора

тип В, равномерное симметричное распределение

Разрешающая способность прибора

тип В, равномерное асимметричное распределение

Расширенная неопределенность класса допуска ТС

тип В, нормальное распределение

Расширенная неопределенность класса допуска ТП

тип B, равномерное симметричноераспределение

Погрешность компенсации температуры опорных спаев

тип В, равномерное симметричноераспределение

тип В, равномерное симметричноераспределение

Нестабильность ТП и ТС за межповерочный интервал (МПИ)

тип В, равномерное симметричноераспределение

Нестабильность измеряемой температуры

тип В, равномерное асимметричное распределение

Тепловой контакт со средой

тип В, равномерное симметричноераспределение

Расширенная неопределенность измерения температуры, °C

Расширенная неопределенность измерения uТ, при измерении термометрами сопротивления, определяется по формуле:

Вклад случайных эффектов, характеристики нестабильности измеряемой температуры и теплового контакта со средой в расчетах не учитывались, исходя из того, что эти величины зависят от условий применения.

Выбор измерительного тока также влияет на точность измерения температуры. Поскольку ЧЭ изготовлен из очень тонкой проволоки или пленки, даже малый ток может вызвать существенный нагрев ЧЭ. Во избежание значительного увеличения погрешности из-за нагрева ЧЭ измерительным током для 100-омных ТС рекомендуется использовать токи 1 мА и ниже. В этом случае погрешность не превысит 0,1 °С. Для снижения эффекта нагрева ЧЭ иногда используется импульсный измерительный ток.

Источники неопределенности измерения температуры на объекте

В новом стандарте ГОСТ Р 8.625-2006 приведены правила отбраковки термометра сопротивления потребителем. В них установлено, что забраковать термометр можно только, если отклонение сопротивления термометра от НСХ лежит полностью вне диапазона, обусловленного расширенной неопределенностью измерения температуры в рабочих условиях. Поэтому становится очень актуальной проблема оценки неопределенности, возникающей при измерении температуры на объекте. Источники неопределенности измерения температуры промышленным термометром сопротивления можно разделить на источники, связанные с физическими условиями работы ТС и электрическим преобразованием сигнала:

– теплопроводящие свойства данной конструкции термометра и монтажных элементов;
– перенос тепла излучением в окружающую среду;
– теплоемкость датчика температуры;
– скорость изменения измеряемой температуры;
– утечки тока (качество заземления);
– электрические шумы;
– точность измерителя или преобразователя сигнала.

Стабильность метрологических характеристик термометра сопротивления

В ходе эксплуатации метрологические характеристики термопреобразователей сопротивления неизбежно изменяются. Скорость изменения зависит от многих факторов таких как: температура эксплуатации, скорость и частота изменений температуры, наличие химически активных веществ в измеряемой среде и т.д. В связи с этим для датчиков ТСПТ, ТСМТ, ТСПТ Ex, ТСМТ Ex введены группы условий эксплуатации и в зависимости от этой группы нормированы допустимые значения дрейфа метрологических характеристик термометров сопротивления.

РМГ-74 «МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕЖПОВЕРОЧНЫХ И МЕЖКАЛИБРОВОЧНЫХ ИНТЕРВАЛОВ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ» предписывает определять интервал между поверками (ИМП) как период времени/наработки СИ за который изменение метрологических характеристик не превышает модуля класса допуска СИ, уменьшенного на систематическую погрешность измерений в ходе испытаний СИ.

Для термопреобразователя сопротивления определяющим фактором дрейфа является наработка датчика при повышенной температуре. Влияние старения на дрейф ТС практически не упоминается в научных публикациях. При этом общеизвестно что величина и скорость дрейфа ТС зависит от величины измеряемой температуры. Известно, что медные термопреобразователи сопротивления менее стабильны чем платиновые. Доминирующей причиной дрейфа, в условиях эксплуатации, не относящихся к экстремальным, является изменение физических свойств металлов под воздействием температуры, величина изменений зависит от значения максимальной температуры эксплуатации и длительности воздействия.

Предлагается при нормировании интервалов между поверками учитывать условия эксплуатации, разделив их по диапазонам измеряемых температур. Для каждого из диапазонов указывать свой интервал между поверками от одного года до пяти лет. Предлагаемая градация интервалов представлена рисунке 4.

Рисунок 4. Интервалы между поверками ТС

Кроме того, обращаем внимание на необходимость корреляции показателей надежности, устанавливаемых для датчика температуры с назначенным ИМП. Соответствие метрологических характеристик датчика температуры в течение ИМП присвоенному классу допуска при первичной поверке является принято считать одним из видов отказа. Однако, как отмечалось выше, ДТ в реальных условиях эксплуатации изменяет свои характеристики, а величина дрейфа нормируется в соответствии с РМГ-74. В связи с этим считаем целесообразным указывать в описании типа СИ и сопроводительной технической документации величину допустимого дрейфа датчика температуры за ИМП. Такой подход избавит потребителя от заблуждения о соответствии метрологических характеристик присвоенному классу допуска в течение всего ИМП и позволит рассчитать более реальный бюджет неопределенности измерений на объекте. Указание величины дрейфа за ИМП, отражает реальную картину и переводит её в разряд параметров, относящихся к видам отказа. В любом случае, наиболее корректным представляется назначение в качестве основного параметра надежности – вероятности безотказной работы датчика за ИМП. В этом случае логичным представляется и назначение срока гарантии равным ИМП.

Предельно допустимый дрейф метрологических характеристиктермопреобразователей сопротивления за интервал между поверками (ИМП) не превышает значений, приведенных в таблице 4.
Таблица 4. Дрейф метрологических характеристик термометра сопротивления

Читайте также:
Технические характеристики пескобетона и его плюсы в применении

Класс допуска

Температура применения, ° С

Группа условий эксплуатации

Дрейф за ИМП, °С

Термосопротивления: Теория

Недавно мне повезло побывать на производстве датчиков температуры, а точнее на швейцарском предприятии IST-AG, где делают платиновые и никелевые термосопротивления (RTD).

По этому поводу публикую две статьи, в которых читатель найдет довольно подробное описание этого типа датчиков, путеводитель по основным этапам производственного процесса и обзор возможностей, которые появляются при использовании тонкопленочных технологий.

В первой статье разбираемся с теоретической базой. Не слишком увлекательно, но весьма полезно.

Что такое термометры сопротивления

(они же — термосопротивления или RTD)
Сначала имеет смысл разобраться с терминологией. Если вы хорошо знакомы с вопросом, то смело переходите ко второй части статьи. А может быть и сразу к третьей.

Итак, под определение «датчик температуры» попадают тысячи самых разных изделий. Под датчиком можно понимать и готовое измерительное устройство, где на дисплее отображается значение температуры в градусах, и интегральную микросхему с цифровым сигналом на выходе, и просто чувствительный элемент, на базе которого строятся все остальные решения. Сегодня мы говорим только о чувствительных элементах, которые, впрочем, тоже будем называть словом «датчик».

Термометры сопротивления, которые также известны как термосопротивления и RTD (Resistance Temperature Detector) — это чувствительные элементы, принцип работы которого хорошо понятен из названия — электрическое сопротивление элемента растет с увеличением температуры окружающей среды и наоборот. Вероятно вы слышали о термосопротивлениях как о платиновых датчиках температуры типа Pt100, Pt500 и Pt1000 или как о датчиках 50М, 50П, 100М или 100П.

Иногда термосопротивления путают с термисторами или термопарами. Все эти датчики используются в похожих задачах, но, даже несмотря на то что термисторы тоже являются преобразователями температура-сопротивление, нельзя путать термосопротивления, термисторы и термопары между собой. О разнице в строении и назначении этих элементов написана уже тысяча статьей, так что я, пожалуй, не буду повторяться.

Отмечу главное: средний термометр сопротивления стоит в разы дороже, чем средний термистор и термопара, но только термосопротивления имеют линейную выходную характеристику. Линейность характеристики, а также гораздо более высокие показатели по точности и повторяемости результатов измерений, делают термосопротивления востребованными несмотря на разницу в цене.

Основные характеристики термосопротивлений

Если коротко, характеристики термосопротивлений можно разбить на три группы:

  1. Номинальная статическая характеристика (НСХ) и точность
  2. Диапазон температур, на котором определяется НСХ и обеспечивается заявленная точность
  3. Корпус датчика, тип и длина выводов

На мой взгляд, пояснений требует только первый пункт.

Номинальная статическая характеристика (НСХ)

НСХ — это функция (на практике чаще таблица значений), которая определяет зависимость сопротивление-температура.

Зависимость R(T), конечно, не является абсолютно линейной — на самом деле выходная характеристика термосопротивления описывается полиномом с известными коэффициентами. В простейшем случае это полином второй степени R(T) = R0 (1 + A x T + B x T 2 ), где R0 — номинальное сопротивление датчика, то есть значение сопротивления при 0°C.


Вид полинома и его коэффициенты описываются в различных национальных и международных стандартах. Действующий российский стандарт — ГОСТ 6651-2009. В Европе чаще используют DIN 60751 (он же IEC-751), однако одновременно с ним действует DIN 43760, в Северной Америке популярен стандарт ASTM E1137 и так далее. Несмотря на то что некоторые стандарты согласованы между собой, в целом картина довольно печальная и единого индустриального стандарта по факту не существует.

Наиболее популярные типы термосопротивлений — это платиновые датчики (Pt 3850, Pt 3750, Pt 3911 и др.), никелевые (Ni 6180, Ni 6720 и др.) и медные термосопротивления, например Cu 4280. Каждому типу датчиков соответствует свой полином R(T).


Приведенные наименования содержат название металла, который используется при изготовлении датчика, и коэффициент, который описывает отношение сопротивления датчика при 0 к сопротивлению при 100°C. Этот коэффициент, вместе со значением R0, определяет наклон функции R(T).


В разношерстных стандартах и, как следствие, в спецификациях на конкретные датчики, этот коэффициент может выражаться по-разному. Например, для платинового датчика может быть указан коэффициент альфа равный 0.00385 °C -1 , или температурный коэффициент 0.385%/°C, или TCR = 3850 ppm/K, однако во всех трех случаях подразумевается одна и та же зависимость R(T).

Используемый металл однозначно определяет степень полинома R(T), а коэффициенты полинома определяются температурным коэффициентом металла.

Например, для всех платиновых датчиков функция R(T) имеет следующий вид:

R(T) = R0 (1 + A x T + B x T 2 ) при T > 0
R(T) = R0 (1 + A x T + B x T 2 + C x (T-100) x T 3 ) при T -3 °C -1
B = -5.775 x 10 -7 °C -2
C = -4.183 x 10 -12 °C -4

  • Pt 3911 ppm/K (характеристика остается востребованной в РФ, т.к. в прошлом только она была внесена в ГОСТ)
    A = 3.9692 x 10 -3 °C -1
    B = -5.829 x 10 -7 °C -2
    C = -4.3303 x 10 -12 °C -4
  • Автомобильному стандарту Pt 3770 ppm/K, американскому Pt 3750 ppm/K или японскому Pt 3916 ppm/K будут соответствовать другие наборы коэффициентов.

    Та же логика действует для меди и никеля. Например, НСХ всех никелевых датчиков описывается полиномом шестой степени:

    R(T) = R0 (1 + A x T + B x T 2 + C x T 3 + D x T 4 + E x T 5 + F x T 6 )
    где коэффициенты определяются температурным коэффициентом никеля (Ni 6180 ppm/K, Ni 6720 ppm/K и т.д.).

    Осталось сказать о последнем параметре НСХ термометров сопротивления — о номинальном сопротивлении R0. Чаще всего используются датчики со стандартным R0 — 50, 100, 500 или 1000 Ом, однако иногда требуются тремосопротивления с R0 = 2000 и даже 10000 Ом, а также датчики с «не кратным» номинальным сопротивлением.


    То есть каждому типу термосопротивления может соответствовать несколько НСХ с разными номинальными сопротивлениями R0. Для наиболее распространенных в РФ характеристик используют стандартные обозначения: Pt100 и Pt1000 соответствуют платине с температурным коэффициентом 3850 ppm/K и R0 = 100 и 1000 Ом соответственно. Унаследованные из советских справочников обозначения 50П и 100П — это датчики из платины с коэффициентом 3911 ppm/K и R0 = 50 и 100 Ом, а датчики известные как 50М и 100М — это медь 4280 ppm/K с номинальным сопротивлением 50 и 100 Ом.

    Читайте также:
    Частотный преобразователь для скважинногоса: назначение, принцип работы и устройство

    Точность датчика
    Точность термосопротивления — это то, насколько зависимость R(T) реального датчика может отклониться от идеальной НСХ. Для обозначения точности термосопротивлений используют понятие класса допуска (от же класс точности).

    Класс допуска определяет максимальное допустимое отклонение от номинальной характеристики, причем задается это отклонение как функция температуры — при нуле градусов фиксируется наименьшее допустимое отклонение, а при уменьшении или увеличении температуры диапазон допустимых значений линейно увеличивается.


    Когда дело касается классов допуска, бардак в действующих стандартах только усугубляется — даже названия классов в разных источниках могут отличаться.

    Другие названия Допуск, °С
    Класс АA Class Y
    1/3 DIN
    1/3 B
    F 0.1 (если речь о тонкопленочном датчике)
    W 0.1 (если речь о намоточном датчике)
    ±(0.1 + 0.0017 |T|)
    Класс A 1/2 DIN
    1/2 B
    F 0.15 (если речь о тонкопленочном датчике)
    W 0.15 (если речь о намоточном датчике)
    ±(0.15 + 0.002 |T|)
    Класс B DIN
    F 0.3 (если речь о тонкопленочном датчике)
    W 0.3 (если речь о намоточном датчике)
    ±(0.3 + 0.005 |T|)
    Класс C Class 2B
    Class BB
    F 0.6 (если речь о тонкопленочном датчике)
    W 0.6 (если речь о намоточном датчике)
    ±(0.6 + 0.01 |T|)
    Class K
    1/10 DIN
    ±(0.03 + 0.0005 |T|)
    Class K
    1/5 DIN
    ±(0.06 + 0.001 |T|)

    Приведенные в таблице допуски соответствуют большинству действующих стандартов для платиновых датчиков 3850 ppm/K, включая ГОСТ и европейский DIN 60751 (IEC-751), который с большой натяжкой можно назвать общепринятым.

    Например, в американском стандарте ASTM E1137 классы допуска платиновых датчиков именуются Grade и определяются иначе:

    Grade A ±(0.25 + 0.0042 |T|)
    Grade B ±(0.13 + 0.0017 |T|)

    Если же говорить о платине с другими температурными коэффициентами или о никелевых и медных датчиках, то можно обнаружить и другие определения допусков.

    Класс допуска описывает не только максимальную величину допуска, но и диапазон температур, на котором этот допуск гарантируется. Вы, наверное, уже догадались, что в разных стандартах эти диапазоны могут существенно отличаться. Это действительно так, причем диапазон температур зависит не только от класса допуска и типа датчика, но и от технологии, по которой выполнен датчик — у намоточных датчиков диапазон всегда шире.

    О том, что такое намоточные и тонкопленочные датчики — чуть ниже.

    На картинке — кассы допуска для платиновых датчиков с температурным коэффициентом 3850 по стандарту DIN 60751 (IEC-751).

    Тонкопленочный датчик Pt 3850 ppm/K Намоточный датчик Pt 3850 ppm/K
    Класс допуска Диапазон температур Класс допуска Диапазон температур
    DIN 60751 (IEC-751) / ГОСТ DIN 60751 (IEC-751) ГОСТ
    Класс АА
    (F 0.1)
    0… +150°С Класс АА
    (W 0.1)
    -100… +350°С -50… +250°С
    Класс А
    (F 0.15)
    -30… +300°С Класс А
    (W 0.15)
    -100… +450°С
    Класс B
    (F 0.3)
    -50… +500°С Класс B
    (W 0.3)
    -196… +600°С -196… +660°С
    Класс С
    (F 0.6)
    -50… +600°С Класс С
    (W 0.6)
    -196… +600°С -196… +660°С

    К слову, если в документации на термосопротивление указан диапазон измеряемых температур, который шире диапазона, предусмотренного указанным классом допуска, то заявленный класс допуска не будет действовать на всём рабочем диапазоне. Например, если датчик Pt1000 класса A предназначен для измерения температур от -200 до +600°C, то он будет иметь точность ±(0.15+0.002|T|) только при температурах до +300°C, а дальше скорее всего будет обеспечиваться класс В.

    Я привожу все эти подробности о терминологии и разночтениях в стандартах чтобы донести одну простую мысль: выбирая термосопротивление легко запутаться и неверно истолковать характеристики элемента. Важно понимать какие именно требования вы предъявляете к элементу (в абсолютных цифрах, а не в классах) и сравнивать их с абсолютными цифрами из документации на конкретный датчик.

    Структура термометров сопротивления

    Итак, термосопротивления представляют собой резисторы, выполненные из платины или, реже, из никеля или меди. Выше уже упоминались две технологии — намоточная (проволочная) и тонкопленочная.

    Намоточные датчики — это термосопротивления, выполненные на основе спиралей из металлической проволоки. Существует два основных способа изготовления намоточных датчиков. В первом случае проволока наматывается на стеклянный или керамический цилиндр, после чего конструкция покрывается изолирующим слоем из стекла. Второй способ — это помещение металлических спиралей в каналы внутри керамического цилиндра.

    При изготовлении тонкопленочных датчиков на керамическую подложку напыляется тонкий слой металла, который образует токопроводящую дорожку, так называемый меандр. После этого датчик покрывается изолирующим слоем из стекла.


    Большинство современных термосопротивлений выполняется по одной из этих трёх технологий. В источниках встречаются противоречивые мнения о том, какая конструкция более устойчива к вибрациям или перепадам температур. Оценки стоимости датчиков разных конструкций тоже сильно разнятся.

    На деле принципиальных отличий между характеристиками датчиков разной конструкции нет, цены на тонкопленочные и намоточные датчики также находятся в одном диапазоне.

    В большинстве случаев совершенно не важно как именно устроен датчик — при выборе компонента имеет значение только соотношение цены и характеристик конкретного элемента (нужно только не забывать что классы допуска для тонкопленочных датчиков определены на более узком диапазоне температур). Однако в некоторых задачах тонкопленочные датчики осознанно предпочитают намоточным. На это есть три главных причины:

      Высокие номинальные сопротивления. Тонкопленочная технология позволяет производить датчики с R0=1000 Ом той же ценой, что и датчики с номинальным сопротивлением 50, 100 или 500 Ом. К тому же, изготавливаются датчики и с более высоким номинальным сопротивлением, например 2000 и 10000 Ом.

    Малый размер. Тонкопленочный датчик можно сделать гораздо более миниатюрным по сравнению с намоточным. Стандартный датчик Pt1000, например, может иметь габариты всего 1.6 x 1.2 мм.

    Читайте также:
    Чем чистить керамическую мойку на кухне
  • Прямоугольная форма и миниатюрный размер пленочных датчиков позволяют выпускать не только выводные термосопротивления, но и SMD-компоненты стандартных размеров — 1206, 0805 и так далее.
  • У тонкопленочной технологии есть и другие интересные свойства, позволяющие, например, сократить время отклика датчика температуры или изготовить на базе термосопротивлений датчики скорости потока. Об этом будем говорить в следующей статье, которая полностью посвящена процессу изготовления тонкопленочных датчиков.

    Заключение

    В заключении традиционно благодарю читателя за внимание и напоминаю, что вопросы по применению продукции, о которой мы пишем на хабре, можно также задавать на email, указанный в моем профиле.

    upd #1: Статья «Термосопротивления: производственный процесс» опубликована.

    Что можно клеить клеевым пистолетом?

    включайся в дискуссию

    Поделись с друзьями

    1. Какие материалы можно склеить?
    2. Применение в строительстве
    3. Использование в быту
    4. Лайфхаки

    В последнее время клеевой пистолет (термопистолет) стали использовать очень активно. Это объясняется тем, что устройство полезно не только в производственной и строительной сфере, но и в быту. С его помощью можно скреплять детали практически из любых материалов. В этой статье рассказывается, где применяется такое приспособление и что оно в состоянии склеить.

    Какие материалы можно склеить?

    Термопистолет предназначен для склеивания разных материалов с помощью горячего клея. Список материалов, которые можно склеить клеевым пистолетом, просто огромный. Этот факт подтверждает высокую надёжность и прочность процесса склеивания термоклеем.

    Довольно часто клеевой пистолет используется для приклеивания бумаги к нужной поверхности, что выполняется буквально моментально. Подобное происходит и с картоном, который прикрепить к поверхности с помощью обычного клея, как правило, трудно.

    Это особенно актуально для рукодельниц, создающих разнообразные поделки из бумаги. Клеевой пистолет в таком деле очень помогает.

    Довольно быстро клеевой пистолет скрепляет и другие материалы. Например, керамику. Достаточно лишь вставить в пистолет клеевой стержень, разогреть его до нужной температуры и сделать пару нажатий. Таким образом можно случайно разбитое керамическое изделие привести в надлежащий вид. С деревом это приспособление тоже способно справиться, за считанные минуты намертво скрепляя деревянные бруски, рейки и другие деревянные изделия и материалы. Однако для того, чтобы те же бруски или дощечки прочно держались, перед склейкой их необходимо очистить от грязи и пыли, просушить и обезжирить.

    Пенопласт – это ещё один материал, который относится к числу тяжело склеиваемых обычным способом. Для него, как правило, необходимы специальные составы. Однако и здесь термоклей может помочь мастеру: он практически моментально скрепит две детали из пенопласта. А вот разъединить их будет уже сложнее. Стекло тоже входит в данный список, хотя известно, что для этого материала довольно трудно создать прочный клеевой шов. Скрепить две части стеклянного изделия, заделать трещинку или что-то посложнее – всё это может сделать клеевой пистолет. Без его участия обойтись порой вообще невозможно.

    Резину термопистолет склеивает без каких-либо проблем. При этом даже ждать долго того момента, когда шов станет прочным, тоже не нужно. Ранее о таком результате не могли и мечтать. Сейчас горячий клей может разобраться с возникшей проблемой у резинового изделия за несколько минут. Есть в этом списке материалов и металлы, причём как чёрные, так и цветные. Металлические детали нелегко скрепить обыкновенными клеящими средствами. Для их склейки используются синтетические смеси и прочие специальные составы, однако это занимает много времени. Если времени ждать нет, рекомендуется приобрести термопистолет, способный скрепить за пару минут даже металл.

    Этому устройству подвластны почти все материалы, что делает его буквально незаменимым в промышленности и быту. Оно помогает сэкономить работнику уйму времени, сил и нервов.

    Однако стоит учесть, что горячий клей не следует применять в тех местах, на которые в дальнейшем будут оказываться сильные нагрузки – он попросту не рассчитан на это.

    Применение в строительстве

    В строительстве этот инструмент особенно полезен. Например, его стоит приобрести, если планируются такие работы:

    • крепление ковролина, напольной плитки;
    • монтаж электроарматуры;
    • установка или переустановка сантехнических устройств;
    • монтаж подвесного потолка;
    • отделка помещений.

    Расплавленные клеевые стержни легко и надёжно соединяют практически всё. Только перед работой не нужно забывать предварительно подготовить поверхности к склеиванию: освободить от загрязнений, обезжирить и дать просохнуть. То есть сделать все то же самое, что и при работе с обычным клеем. Особенно подойдёт клеевой пистолет для мелкого ремонта в быту, ведь он сможет решить массу проблем домашнего мастера.

    Использование в быту

    Кроме работ строительного направления, термопистолет может стать хорошим помощником при ремонте домашней мебели, обуви, в творческих увлечениях.

    Мебель

    До появления клеевого пистолета и синтетического клея люди в домашних условиях зачастую использовали обыкновенный клей. С его помощью они заделывали мелкие погрешности, ремонтируя мебель. На это уходило большое количество времени, так как даже состав синтетического клея при взаимодействии с каким бы то ни было материалом довольно долго набирает прочность. Из-за этого обстоятельства ждать полноценной фиксации деталей приходилось очень долго, иногда сутками.

    Теперь же такая проблема практически перестала быть актуальной: термопистолет прекрасно справляется с ремонтом мебели. Горячий клей надежно соединяет необходимые материалы и детали.

    При этом его большим плюсом является тот факт, что он легко проникает в любые щели, не оставляя в них пустот.

    Обувь

    В целом и для обуви горячий клей тоже вполне подходит. Например, с его помощью можно прикрепить обратно носы, что отклеились от кроссовок, или подошву ботинок. Особенно данный метод ремонта обуви будет актуален в тех случаях, когда обувь требуется экстренно, а купить новую или отнести её мастеру не представляется возможным.

    Однако стоит учитывать, что прочности термоклея вряд ли хватит для ремонта тех обувных изделий, которые будут интенсивно использоваться в самых разных условиях. По этой же причине подобный ремонт, скорее всего, не продержится слишком долго и у той обуви, которую носят ежедневно.

    Читайте также:
    Штукатурка San Marco: декоративная смесь производства Италии, итальянский материал

    Поделки

    Термопистолетом можно легко смастерить любую поделку, будь то кукла или другое декоративное изделие. Это устройство полюбили многие рукодельницы. Термоклей легко и надёжно скрепляет бисер, пряжу, ткань, нити и многое другое. Полимерный клей значительно превосходит по прочности и скорости затвердевания другие виды клея, из-за чего многие и отдают предпочтение именно ему, особенно если дело касается рукоделия.

    Интересно и то, что сам расплавленный полимерный клей может стать отличным основным материалом для изготовления поделок. Например, с его помощью можно легко соорудить коврик для ванной. Для этого можно воспользоваться цветным горячим клеем, а можно и прозрачным. В том случае, если есть желание сделать вещь цветной, рекомендуется приобрести водостойкую латексную краску. Термопистолет можно использовать и для аквариумов. Это актуально, когда создаются декорации, детали которых можно скрепить именно горячим клеем.

    Клеящий состав не выделяет никаких токсичных веществ, которые были бы вредны для обитателей аквариума, поэтому его можно смело использовать и для этого.

    Лайфхаки

    При использовании клеевого пистолета нужно действовать довольно осторожно. Особенно это касается тех работ, с которыми имеют дело дети. Они могут случайно обжечься или вымазаться в клей. Последний исход событий тоже является не самым приятным, ведь убрать такой клей с кожи или одежды очень проблематично.

    Чтобы клеевой пистолет сохранял свою работоспособность как можно большее количество времени, им нужно научиться правильно пользоваться. Не стоит пытаться выдавить клей, когда устройство ещё не прогрелось. В ином случае есть риск попросту его испортить.

    Кстати, полимерным клеем можно пользоваться и без самого пистолета. Обычно так делают, если устройство по каким-то причинам вышло из строя. Достичь нужной температуры плавления можно с помощью обыкновенного фена, электроплиты, свечи или, например, паяльника. Наносить же клей на подготовленную поверхность в таком случае следует при помощи какого-либо металлического приспособления – шила или отвёртки.

    Ход работы следующий: для начала нужно расплавить стержень, затем взять его шилом, ещё раз разогреть, а уже потом наносить на нужную деталь. Данный способ вряд ли можно назвать удобным, однако в экстренных ситуациях он будет вполне уместен.

    Клеевой пистолет — что можно клеить, виды расходных материалов, характеристики популярных моделей

    Окружающие нас предметы, конструкции состоят их деталей, которые соединены в одно целое тем или иным способом. Фиксировать их можно крепежными элементами, но гораздо удобнее во многих случаях сделать это, если есть клеевой пистолет. Что можно клеить им?

    По каким критериям выбирать прибор для решения поставленной задачи? Ответить на эти вопросы легко, если знать, какие виды устройств имеются на рынке, какие расходные материалы применяются и как правильно пользоваться ими.

    Устройство клеевого пистолета

    Принципиальная схема всех моделей одинакова. В процессе эволюции определена оптимальная конструкция прибора. Отличаться один клеевой пистолет от другого может лишь качеством материала, из которого он изготовлен, мощностью и набором дополнительных функций. Устройство состоит из:

    • корпуса;
    • направляющей муфты;
    • механизма продвижения клеевого стержня;
    • тепловой камеры;
    • сопла.

    Питание может осуществляться от сети, либо автономно, от аккумулятора. Имея под рукой устройство, ремонт поломанных предметов дома можно сделать в течение нескольких минут.

    По времени операция занимает гораздо меньше времени, чем при использовании традиционных клеевых составов. Прибор надежен и не потребляет много энергии. Нужно знать, имея пистолет клеевой электрический, что можно клеить и как правильно выбрать нужную модель.

    Профессиональные и бытовые термоклеевые пистолеты

    Первое на что обращают внимание потенциальные покупатели, это цена. Почему при одинаковой конструкции такая существенная разница? Ответ прост — профессиональная техника рассчитана на бесперебойную работу, поэтому при производстве закладывается запас мощности.

    Курок и механизм подачи стержня выполнен из более прочного, износостойкого материала. Для более точной настройки под использующиеся специальные стрежни может быть встроен регулятор температуры в профессиональный клеевой пистолет. Что можно клеить и какая разница в сравнении с бытовым аналогом? Принципиально никакой. Список материалов такой же.

    Бытовые модели обычно имеют мощность от 40 Вт до 150 Вт. Этого вполне хватает для домашнего пользования, изготовления поделок, занятий любимым хобби. Промышленные образцы могут иметь мощность до 500 Вт.

    Нужно это для быстрого плавления клея, когда важно постоянно поддерживать высокий его расход, например, при сборке коробок, фиксации на упаковке бирок. Для бытового пользователя такая производительность не нужна.

    Область применения

    Для решения некоторых задач выпускаются стержни как в широкой гамме оттенков, так и прозрачные. Это очень удобно для тех, кто любит рукоделие. Подобрав нужный цвет, изделие будет выглядеть цельным, следов клея не будет видно. Появились модели стержней с наполнением.

    Например, в массу добавляют блестки, перламутр. Клей сам становится декоративным элементом изделия, частью композиции. Применять термопистолет можно в строительстве и ремонте. Однако стоит помнить, что время схватывания ограничено. После нанесения, желательно в первые несколько секунд зафиксировать деталь по месту.

    Есть и некоторые ограничения. Например, там, где предполагаться серьезные нагрузки, использовать соединение термоклеем не рекомендуется, оно не рассчитано на это.

    Декоративные элементы на обувь клеить можно, а вот подошва долго не прослужит. Не фиксируют пистолетом силовые конструкции при строительстве и ремонте. Не рекомендуют наносить клей на штукатурки, шпатлевки без предварительной обработки грунтовками и лакокрасочными материалами.

    Герметизация и изоляция швов

    В процессе эксплуатации в различных конструкциях появляются трещины, зазоры. Появляются они в оконных, дверных системах, проемах, шахтах. Часто подобный дефект образуется в отделочных материалах. Кроме неопрятного вида, возникают и нежелательные последствия в виде сквозняков, дальнейшего разрушения конструкции.

    Если дома нет строительных смесей, герметиков, но есть клеевой пистолет, то можно быстро решить эту проблему. С его помощью можно легко сделать нужное соединение и заделку швов. Рекомендуется для этой работы приобрести специальные черные или серые стержни. Но предварительно нужно уточнить, способен ли пистолет поддерживать нужную температуру.

    Читайте также:
    Уютные светильники своими руками

    Видео: Клеевой пистолет — для чего и как

    Края трещины зачищают от обломков, посторонних веществ, обезжиривают. Затем разогрев пистолет положенное по инструкции время заполняют шов. Получается надежная, долговечная изоляция.

    После остывания можно ножом срезать излишки клея. Соединение не боится влаги, не подвержено коррозии, не выделят вредных для здоровья веществ, поэтому его можно использовать как в хозяйственных помещениях, так и на кухнях и в детских комнатах.

    Кафельная плитка

    Что делать когда дома отвалилась плитка? Можно добраться до ближайшего строительного магазина и купить нужную смесь. Но продается она обычно в больших упаковках и наверняка большая ее часть просто пропадет. Ремонт можно сделать клеевым пистолетом.

    Перед началом работы нужно удалить все остатки смеси с плитки и посадочного места. Желательно сделать это даже с небольшим запасом, чтобы плитка проваливалась с небольшим зазором, не более 1 мм.

    Перед нанесением клея рекомендуется прогреть деталь феном, а после установки по месту в течении 2-5 минут удерживать ее в нужном положении до полного остывания.

    Мебель

    Интерьер будет сильно проигрывать, если какой-либо элемент поломан или вообще отсутствует. Фасадные части мебели часто выходят из строя при эксплуатации. Декоративные украшения, накладки, можно восстановить термоклеем. Фиксировать стекла с помощью пистолета не нужно.

    Рабочая температура клея от 105 °C до 200 °C. Это критические значения для стекла, оно может треснуть или расколоться. Деревянная же поверхность легко переносит эту температуру.

    Излишки клея легко потом удаляются с нее. Не рекомендуется склеивать силовые конструкции и функциональные механизмы мебели. Нагрузки слишком велики и клей их не выдерживает.

    Что можно клеить термоклеевым пистолетом?

    Стабильно растущая популярность устройства обусловлена простотой пользования, доступностью расходных материалов. Узнать, что можно клеить клеевым пистолетом со стержнями можно ознакомившись со списком материалов, с которыми можно работать этим инструментом:

    • бумага, картон;
    • металл;
    • кожа;
    • пластики;
    • ткань;
    • керамика;
    • камень;
    • дерево.

    Производитель обычно указывает, что можно клеить клеевым пистолетом. Инструкция по пользованию кроме перечня материалов предлагает оптимальные режимы работы устройства при выполнении тех или иных операций.

    Особенности выбора инструмента

    Решив приобрести нужный в хозяйстве инструмент следует соблюдать некоторые правила при выборе. На что обратить внимание в первую очередь? На размер. Будет ли он удобен для выполнения предполагаемой работы? На конструкцию. Слабым местом прибора считается курок и механизм продвижения стержня.

    Ломается он чаще всего и ремонт его становится невозможен в большинстве случаев. Если устройство покупается для рукоделия, то лучший выбор — модель с набором сопел. Нужно уточнить у продавца характеристики, которые имеет клеевой пистолет, что можно клеить им, и какие стержни использовать.

    Конкуренция в этом сегменте высокая, поэтому цены приемлемы. Разница в стоимости между моделями от малоизвестных компаний и продукцией ведущих производителей не велика. Поэтому экономить нет смысла.

    Как работать с клеевым пистолетом

    При моделировании или создании различных дизайнерских вещей возникает необходимость в способе склеивания, который был бы очень простым и довольно быстрым. В этом отношении полезным окажется клеевой пистолет «Зубр» или от другого производителя.

    Есть несколько основных правил использования этого инструмента, которые позволяют продлить его срок службы. О том, какие существуют расходники для такого пистолета и о преимуществах его применения будет рассказано в статье.

    Преимущества использования клеевых пистолетов

    Можно много говорить о преимуществах клеевых пистолетов, вот только некоторые из них:

    • простота использования;
    • небольшой вес изделия;
    • минимальное время застывание;
    • работа с различными материалами;
    • высокая прочность при склеивании;
    • отсутствие вредных испарений;
    • устойчивость к влаге;
    • невысокая стоимость расходника.

    Для того чтобы научиться использовать клеевой пистолет для создания поделок, нет необходимости в сложных инструкциях. Все интуитивно понятно и доступно. Пистолет имеет небольшой вес, поэтому управиться с ним легко сможет даже ребенок. Расходником служат специальные стержни. После разогрева стержни превращаются в жидкую массу, которая и осуществляет склеивание. При этом застывание происходит в считаные минуты, что очень удобно.

    Для поделок с использованием клеевого пистолета можно использовать самые различные материалы. Известно, что клеевой пистолет склеивает стрежнями не только древесину и металл, но также различные полимеры и стекло.

    После застывания стержня получается прочный шов, который при правильно обработке не уступает другим клеевым составам. При желании склеенные детали можно разъединить и после этого удалить остатки клея так, что следа не будет видно. Плюсом такого клея из пистолета является его текучесть. Он способен хорошо заполнять трещины и деформации, что дополнительно выравнивает поверхность и делает стык герметичным.

    Использование стержней клеевого пистолета безопасно для детей. Связано это с тем, что в состав расходника не входят ядовитые вещества, которые бы могли испаряться при нагревании. Хобби, которое требует использование такого прибора не обойдется слишком дорого. Цена на стержни находится в разумных пределах.

    Конструктивные особенности

    Клеевой пистолет получил свое название в силу внешнего вида. Он действительно похож на игрушечное оружие. Корпус обычно выполнен из тугоплавкого пластика, который не портится от постоянного воздействия температуры от ТЭНа. Есть удобная рукоятка, на которой находится большая кнопка. Она соединена с толкателем, который продвигает стержни к источнику нагрева. Отсутствие вредных выделений объясняется использованием в стержнях полиуретана. Диаметр расходника может отличаться в зависимости от модели основного инструмента. Минимальный размер составляет 7 мм, а максимальный 11. Вставляются они в специальное отверстие, которое находится в задней части аппарата.

    Нагревательный элемент чаще всего располагается в стволовой части. Он может быть выполнен в форме трубки, куда полностью заходит расходник. Она подогревается снизу, благодаря хорошей теплопроводности металла температура быстро распространяется по всей площади. В моделях пистолетов от топовых производителей присутствует несколько нагревателей для стержней. С одной стороны, они увеличивают скорость плавления стержня, а с другой – могут дублировать друг друга в случае параллельного подключения. Если один из них выйдет из строя, то второй продолжит спокойно функционировать. За такую особенность придется доплатить, но эффективность повысится в разы. При выборе пистолета стоит ориентироваться на потребляемую и отдаваемую мощность. Чем они выше, тем лучше изделие. Размер металлической камеры, куда помещается стержень, также влияет на производительность.

    Читайте также:
    Чистый пруд, как ухаживать

    Перемещение стержня внутри механизма пистолета осуществляется с помощью небольшого кольца, которое перемещается курком. Последний имеет установленную пружину, которая возвращает его в исходное положение. Толкатель пистолета работает за счет смещения оси кольца, что позволяет застопорить стержень и усилием сместить его. Это один из самых слабых узлов пистолета. При работе с ним не стоит прикладывать значительных усилий. Достаточно постепенно продвигать стержень по мере его плавления.

    После куркового механизма пистолета расположена направляющая трубка для стержней. Она закреплена до входа в нагревательный элемент. Ее предназначением является также предотвращение вытекания расплавленного стержня в рабочий механизм. На выходе из нагревательной трубки пистолета отверстие сужается. Это дает большую свободу в дозировании состава при нанесении его на поделку при склеивании. В качественных моделях выходное отверстие закрывается при отпускании курка. Это предотвращает вытекание расплава на поверхности, что, например, могло бы испортить бумажные схемы или документы. Дешевые модели таких пистолетов идут со скобой на рукоятке. При подвешивании нет опасности обратного хода клея. С некоторыми пистолетами в комплекте может поставляться подставка, на которой прибор располагается под наклоном.

    Для большего удобства пользователя рукоятка может быть выполнена в эргономичной форме с применением резиновых вставок. Они могут быть термическими поглотителями, которые исключают ожоги. Лучшему контролю за перемещением клеевого стержня способствует наличие окошка между толкателем и нагревательной камерой. Чаще всего оно не защищено органическим стеклом, чтобы при необходимости легко удалить остатки клея.

    Область применения

    Применение клеевого пистолета не имеет ограничений по роду деятельности. Он прекрасно подходит для решения бытовых и других задач. Ниже приводятся возможные схемы использования.

    Решение бытовых проблем

    Клеевой пистолет является незаменимым инструментом в домашнем хозяйстве. С его помощью можно подготовить квартиру к холодной зиме. Если установлены старые деревянные окна, через щели которых уходит большое количество тепла, то заделать их можно с помощью такого клея.

    Если в ванной или на кухне откололся кусок кафельной плитки, то ее легко зафиксировать на своем месте с применением полиуретанового клея. Пробитые резиновые сапоги легко отремонтировать с помощью такого пистолета. Достаточно будет хорошо обезжирить поверхность и нанести состав на поверхность. Он прекрасно загерметизирует разрыв, что предотвратит повторное попадание воды внутрь.

    Для соединения некоторых деталей мебельных изделий раньше применялся клей ПВА. Но приходилось ждать довольно долго, пока он наберет прочность. С клеевым пистолетом это происходит в разы быстрее. Достаточно расплавить стержни до требуемой консистенции и заполнить ими отверстия. Некоторые виды бумаги невозможно склеить с помощью такого пистолета. Это объясняется глянцевой поверхностью, которая не дает произойти адгезии расплавленного стержня.

    Применение для хобби

    Современные рукодельницы, поделки которых требуют быстрого соединения различных деталей, не обходятся без клеевых пистолетов. С их помощью легко создать замысловатые фигуры и узоры, удерживать которые будет невозможно с использованием традиционного клея. Расплавленные стержни прекрасно справляются со склеиванием натуральных и искусственных тканей между собой и различных компонентов с ними.

    Например, на такой клей легко посадить искусственные жемчужины или стразы. Производители клеевых стержней в некоторых случаях могут добавлять в них определенный краситель. Это делает застывший клей практически незаметным на готовой поделке. Появляется свобода в комбинировании материалов, ведь для клея в стержнях практически не существует преград.

    Дополнительные возможности

    При выборе пистолет стоит обратить внимание, каким образом выполнен подающих механизм. Он может быть карусельным или ползунковым. Первый вид сложнее в использовании, т. к. требует не нажатия курка, а его поворота, что может оказаться неудобным. Различные виды стержней могут отличаться по температуре плавления. Для решения такой трудности лучше приобретать пистолет, который имеет встроенный регулятор. Он дает возможность заранее задать требуемый режим функционирования. Если при изготовлении поделок требуется мобильность, тогда можно обзавестись пистолетом на аккумуляторах. Он может функционировать без наличия центральной сети питания.

    Заключение

    Как видно, использование клеевого пистолета может быть очень полезным. При минимальной стоимости как самого пистолета, так и стержней, его можно иметь у себя дома на всякий случай. Когда он появится, ему обязательно найдется применение для решения повседневных задач.

    Термоклеевой пистолет. Испытываем силу полимерного клея!

    Сегодня, мы рассмотрим инструмент, способный склеивать между собой различные материалы, он используется во многих отраслях народного хозяйства. Термоклеевой пистолет завоевал популярность у многих мастеров благодаря своей достаточно простой конструкции, удобству в эксплуатации и невысокой стоимости расходных материалов. С помощью подобного инструмента удобно решать не только практические задачи, но и применять в области дизайна интерьера.

    Отличительные особенности термоклеевых пистолетов

    Использование пистолетов с термоклеем получает всё большее распространение. Соединения, выполненные при помощи нагретых полимеров, имеют следующие преимущества:

    • Используемые в качестве расходных материалов клеевые стержни после нагрева застывают не более чем за три минуты. Поэтому фиксация склеиваемых элементов занимает минимум времени при максимальной прочности.
    • Термоклеевой пистолет успешно склеивает разнородные материалы, такие как дерево, полимеры, металлические сплавы, керамику и т.д. при этом склеиваемые материалы должны быть очищены и обезжирены. Не подходит пистолет для склеивания бетонных поверхностей и штукатурки.
    • По характеристикам прочности фиксация с помощью полимеров идентична металлическому крепежу. Кроме того, при разъединении поверхностей не остаётся каких-либо следов от клея.
    • Использование термоклея даёт возможность полностью заполнить все пазы и трещины, то есть надёжно их загерметизировать.
    • Нагрев полимерного клея не приводит к испарениям токсичных веществ.
    • Фиксирующий шов отлично переносит воздействие влаги.
    • Цена расходных материалов достаточно мала, благодаря чему использование пистолета позволяет выполнять склеивание различных материалов с небольшими затратами. Судя по отзывам пользователей, соединение получается прочным и надёжным.
    Читайте также:
    Цепные электропилы Макита: устройство, обзор моделей, правила ухода

    Кроме вышеуказанных достоинств стоит упомянуть пригодность инструмента для детского творчества. Пистолет безопасен и очень прост в использовании.

    Конструкция и особенности функционирования термоклеевых пистолетов

    По своей форме инструмент очень похож на пистолет, что и послужило основой для его названия. Термоклеевой пистолет заправляется стержнем из полиуретана. При нагреве стержня материал плавится до текучей консистенции, которая быстро застывает при снижении температуры.

    Установка стержней осуществляется с тыльного конца инструмента, причём существуют разновидности пистолетов, работающих со стержнями от семи до одиннадцати миллиметров в диаметре. Расходные материалы заправляются в специальный приемник, после чего кончик стержня попадает в модуль нагрева. Увеличение температуры вызывает плавление стержня. Материал получает клеящие и проникающие характеристики не более чем через пять минут. При нажатии на курок пистолета, клеящий состав выталкивается из сопла на поверхность детали.
    Традиционная конструкция пистолета содержит четыре основных элемента:

    • Модуль нагревания расположен в стволе инструмента и представляет собой металлическую ёмкость. В нижней части камеры размещён нагревательный узел. В более дорогих моделях нагревательных элементов может быть несколько. Цена таких моделей более высокая, но и отзывы пользователей о таком инструменте однозначно положительные. От мощности нагревательного элемента и объёма камеры зависит производительность инструмента. Узел нагрева является самой надёжной частью пистолета и способен функционировать без сбоев весь период эксплуатации.
    • Узел подачи выполнен в форме кольцевого толкателя. Движение толкателя начинается при нажатии курка инструмента. Механическая конструкция узла не является наиболее надёжной частью пистолета. При излишнем усилии на курке могут случаться поломки. Кроме того, для каждой модели пистолета должны применяться стержни определённого диаметра. В противном случае работа пистолета будет, как минимум затруднена.
    • Ещё одним необходимым узлом пистолета является муфта. Выполнена деталь в виде трубчатого приёмника и расположена перед камерой нагрева. Наличие муфты обеспечивает герметичность элементов системы от попадания расплавленного состава в конструкцию. Поломка муфты приводит к неисправности инструмента.

    • Сопло пистолета, имеющее наименование форсунка либо дюза, позволяет дозировать объем клеевого состава, попадающего на поверхность. Внутри форсунки размещён запорный клапан, предназначенный для исключения несанкционированного вытекания раствора. Конструктивно сопло выполнено из металлического сплава, закрытого снаружи теплоизолирующим слоем. Для содержания пистолета в исправном состоянии, после работы сопло должно прочищаться.
    • Корпус устройства выполнен из твёрдых и прочных полимеров, которые способны выдерживать температуру нагрева камеры, не передавая тепло руке пользователя. В некоторых моделях предусмотрено наличие просмотрового окна, через которое пользователь может видеть остаток стержня. Для надёжной фиксации рукоятки, на ней имеются противоскользящие вставки. Для удобства использования в комплектацию оборудования входит подставка.

    Использование пистолета с термоклеем востребовано в строительстве и быту. При помощи такого инструмента процесс склеивания материалов проходит оперативно и удобно.

    Что можно клеить термоклеевым пистолетом?

    Популярность инструмента объясняется лёгкостью конструкции и способностью надёжно фиксировать между собой разнородные поверхности. Клеевыми пистолетами пользуются дети в школе, строители и специалисты по ремонту. С помощью клеевого пистолета можно достаточно легко упаковать различные грузы, не затрачивая много времени и ресурсов.

    Отзывы владельцев такого инструмента позволяют сделать вывод о простоте использования инструмента. Невысокая цена на расходные материалы является еще одним плюсом подобного инструмента.

    На сегодняшний день использование термоклеящего состава допускается при работе со стеклянными, резиновыми, пластиковыми и деревянными поверхностями. Хорошо состав склеивает различные ткани, пенопласт, керамические, металлические и картонные материалы. Невозможно зафиксировать таким клеем только бетон и штукатурку.

    При этом габариты пистолетов и расходных материалов к ним отличаются в зависимости от целей применения. Для домашнего использования подойдут малогабаритные пистолеты со стержнями в 7 миллиметров. Строительные и ремонтные мероприятия потребуют использования более мощного инструмента, заправляемого стержнями диаметров 11 миллиметров.

    В длину стержни могут быть от 40 до 200 миллиметров. Цветового разделения клеящего состава не существует. В зависимости от назначения, температура плавления расходного материала может варьироваться от 100 до 200 градусов.

    Как правило, прозрачные стержни белого цвета являются наиболее универсальными. Использование таких материалов подходит для склеивания любых поверхностей. Такие же белые материалы, но только непрозрачные, используются для склеивания стекла и металлических поверхностей. Составы чёрного цвета применяются для герметизации либо изоляции. Стержни жёлтого оттенка лучше всего подходят для работы с деревом, а также с бумажными и картонными материалами.

    Разновидности термоклеевых пистолетов

    На сегодняшний день существует несколько разновидностей пистолетов, имеющих некоторые особенности конструкции. Инструмент, оснащённый курком карусельной конструкции, выдаёт клеящий состав при повороте курка вокруг оси. Альтернативная конструкция предполагает наличие ползункового курка. При его нажатии стержень поступает в камеру параллельно стволу.

    Некоторые модели пистолетов имеют переключатели температуры. Такие приборы могут использовать стержни с разной температурой нагрева. Малогабаритные пистолеты оснащены длинным соплом. Такие приборы покупают для детей, так как мощность устройства минимальна, а для нажатия курка не требуется больших усилий.

    Обилие моделей пистолетов с термоклеем на рынке позволяет подобрать прибор для конкретных целей без особых усилий. Различные варианты конструкций и мощности позволяют использовать инструмент для производственных и бытовых целей.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: