Les connecteurs thermiques, parfois appelés terminaisons à l'extrémité froide, sont conçus pour relier les capteurs de température à des instruments de mesure tels que les thermocouples ou les détecteurs de température de résistance (RTD).
Les connecteurs de thermocouple et de RTD sont utilisés dans une grande variété de systèmes scientifiques et industriels tels que l'aérospatiale, les produits chimiques, les aliments et les boissons, le pétrole et le gaz, la production pharmaceutique et nucléaire.
Deux tailles de connecteur de thermocouple standard sont disponibles pour répondre aux besoins d'instruments spécifiques. Les connecteurs standard (grands) mesurent 35 mm de long, 25,4 mm de large et 12,8 mm d'épaisseur; Leurs épingles circulaires mesurent environ 15 mm de long.
Les connecteurs miniatures ont environ la moitié de la taille des unités standard et ont des épingles et des prises plates. Les deux tailles des épingles et des prises sont polarisées pour empêcher la désintégration. Les connecteurs thermiques sont disponibles dans plusieurs configurations de broches courantes, y compris (figure 1):
Les configurations à 2 broches sont les plus courantes et sont utilisées avec des thermocouples ou des RTD à circuit monomoteur.
Configurations à 3 broches qui ajoutent une goupille de terre pour un capteur RTD à trois fils à circuit unique.
Conception à 4 broches pour une utilisation avec deux circuits de thermocouple ou RTD ou un capteur RTD à quatre fils à circuit monomomatique.
De quoi les contacts du connecteur thermique sont-ils faits?
Les thermocouples génèrent une tension basée sur la différence de température entre deux métaux différents réunis à une jonction. Pour éviter d'introduire des erreurs de mesure de la température, les contacts dans un connecteur de thermocouple sont faits du même matériau que les fils de thermocouple.
Figure 1. Exemple de connecteur de thermocouple à 2 broches et du connecteur RTD à 3 broches. (Photo: ventes d'équipements techniques))
Les RTDS mesurent les changements de température en fonction des changements de résistance dans un fil de platine. Son connecteur utilise des contacts en cuivre. Les RTD peuvent fournir une plus grande précision, en particulier sur des gammes de températures précises, tandis que les thermocouples peuvent être utilisés sur des gammes de température plus larges.
L'American National Standards Institute (ANSI) et l'Organisation internationale pour la normalisation (ISA) ont défini une série de codes de thermocouple (lettres et couleurs) qui indiquent le type de métal utilisé dans le câblage thermocouple et la plage de température qu'il peut supporter. Les matériaux de contact du connecteur thermique sont optimisés pour chaque type de thermocouple ou RTD (tableau 1).
Tableau 1. Les types de connecteurs de thermocouple et de RTD ont des contacts positifs et négatifs en matériaux spécifiques pour assurer des mesures de température précises. (Tableau: ventes d'équipements techniques)
Quels matériaux sont utilisés dans le corps du connecteur?
L'acier inoxydable est couramment utilisé pour les corps du connecteur RTD en raison de sa durabilité, de sa résistance à la corrosion et de sa capacité à résister à de larges gammes de température. L'acier inoxydable convient également aux applications industrielles où de nombreux RTD sont utilisés.
Le thermoplastique est le matériau le plus utilisé pour les connecteurs de thermocouple. Il offre une bonne combinaison de résistance mécanique, de résistance à la température et de coût, et peut être utilisé dans des applications d'environ -40 à 200°C.
Les thermodurgés remplis de verre sont moins durables, mais peuvent résister aux températures de 350 à 425°C, selon la formulation. La céramique peut être utilisée dans des applications à haute température à 650°C ou plus, mais ils sont fragiles et les plus chers (figure 2).
Figure 2. Le corps du connecteur du thermocouple est composé de matériaux conçus pour des gammes de température spécifiques. (Photo: capteurs et commandes d'évolution)
Codage couleur
De nombreuses applications incluent plusieurs types de thermocouples. Pour garantir une connexion et une utilisation appropriées du thermocouple correct, les fils sont codés par couleur. Aux États-Unis, le codage des couleurs est défini dans ANSI / ISA MC96.1.
Les différentes couleurs d'isolation simplifient l'identification des types de thermocouples et garantissent que le bon appareil est utilisé pour chaque application. Les couleurs indiquent également la polarité des pistes pour assurer une bonne insertion dans le connecteur thermique.
Thermocouples"âge"En raison des températures élevées et des conditions environnementales, ce qui les fait devenir moins précis au fil du temps. Dans un environnement standard, les thermocouples peuvent devoir être remplacés tous les 1 à 3 ans. Le codage couleur accélère le processus de remplacement.
Résumé
Les mesures de température précises sont importantes dans une variété d'applications industrielles et scientifiques. Les connecteurs thermiques bien conçus aident à assurer la précision de ces mesures et peuvent accélérer le remplacement des thermocouples et des RTD usés. En raison de la grande variété de conceptions de thermocouples, les fils sont codés par couleur pour accélérer l'identification des appareils et leur polarité.