Termočlánok: princíp prevádzky zariadenia

K dispozícii je široká škála zariadení a mechanizmov na meranie teploty. Niektoré z nich sa používajú v každodennom živote, niektoré - pre rôzne fyzikálne výskum, v priemyselných procesoch a ďalších priemyselných odvetviach.

Jedno takéto zariadenie je termočlánok. Princíp fungovania zariadenia a obvodu budú diskutované v nasledujúcich odsekoch.

Fyzický základ termoelektrických prác

Princíp fungovania termočlánkov je založený na obvyklých fyzikálnych procesov. Prvýkrát bol účinok, na základe ktorých jednotka pôsobí, bol vyšetrovaný nemecký vedec Thomas Seebeck.

Podstatou tohto javu, ktorý drží princípe termočlánku akcie takto. V uzavretom elektrickom obvode sa skladá z dvoch rôznych typov vodičov, pri pôsobení určitej vzniká teplota prostredia elektriny.

Výsledný elektrický prúd a teplota pôsobiace na vodiče sú v lineárnej závislosti. To znamená, že čím vyššia je teplota, tým väčšia je elektrický prúd generovaný termočlánkom. A na základe tohto princípu fungovania termočlánku a odporového teplomeru.

Kde jeden z kontaktu termočlánku je v mieste, kde je potrebné merať teplotu, sa nazýva "horúce". Druhý kontakt, inými slovami - "za studena" - v opačnom smere. Aplikácia pre meranie termočlánkov prípustné iba v prípade, keď je teplota v miestnosti nižšia ako v mieste merania.

Taký skrat operácie obvod termočlánku, princípu fungovania. Typy termočlánkov budú diskutované v nasledujúcej časti.

typov termočlánkov

V každom priemysle, kde sa vyžaduje meranie teploty, ktorý sa používa predovšetkým termočlánok. Zariadenie a prevádzku rôznych typov jednotiek sú uvedené nižšie.

Aluminium-chromel termočlánok

Tieto termočlánky schéma používa sa vo väčšine prípadov k výrobe rôznych snímačov a sond, ktoré umožňujú reguláciu teploty v priemyselnej výrobe.

Ich charakteristickým rysom je relatívne nízka cena a obrovský rozsah meranej teploty. Umožňujú opraviť teploty od -200 do 13 000 stupňov Celzia.

Je vhodné použiť termočlánok o podobnej zliatiny v obchodoch a objektoch s vysokým obsahom síry vo vzduchu, pretože tento chemický prvok nepriaznivo ovplyvňuje ako chróm a hliník, čo spôsobuje poruchy vo fungovaní prístroja.

Chromel-NiFeCu termočlánok

Princíp pôsobenia termočlánku, kontaktná skupina, ktorá sa skladá z týchto zliatin je rovnaký. Ale tieto zariadenia pracujú väčšinou v kvapalnom alebo plynnom prostredí, ktoré majú neutrálny, nekorozívne vlastnosti. Indikátor Horná teplota nepresahuje 8000 stupňov Celzia.

Použiteľné také termočlánok, ktoré využívajú princíp činnosť umožňuje stanoviť stupeň ohrevu akomkoľvek povrchu, napríklad pre zisťovanie teploty otvoreného nístejová pece alebo akékoľvek iné podobné štruktúry.

Železo-konštantán termočlánok

Táto kombinácia kontaktov v termočlánku nie je tak časté ako prvý uvažovanej druhy. Princíp fungovania termočlánkov je rovnaký, ale táto kombinácia viedla dobre v zriedenej atmosfére. Maximálna opatrenia úrovne teplota by nemala prekročiť 12,500 stupňov Celzia.

Avšak, v prípade, že teplota začína stúpať nad 7000 stupňov, existuje riziko porušenia presnosti merania v dôsledku zmien fyzikálnych a chemických vlastností železa. K dispozícii sú aj prípady korózia železa kontaktným termočlánkom v prítomnosti vodnej pary okolité.

Platiny a platiny termočlánky

Najdrahšie pri výrobe termočlánkov. Princíp činnosti je rovnaký, ale líši sa od ich náprotivkov veľmi stabilné a spoľahlivé meranie teploty. To má zníženú citlivosť.

Medzi hlavné aplikácie týchto prístrojov - meranie vysokých teplôt.

Wolfram-rénium termočlánok

Tiež sa používa na meranie veľmi vysokých teplôt. Maximálna hranica, ktorá môže byť zablokovaná pomocou obvode dosiahne 25 tisíc stupňov Celzia.

Ich použitie vyžaduje splnenie určitých podmienok. Tak, pri teplote meraní je nutné úplne vylúčiť okolitej atmosféry, ktorá má negatívny vplyv na kolíky v oxidačnom procese.

Pre tento volfrámu rénium termočlánku je zvyčajne umiestnený v puzdrách naplnených inertným plynom chrániace ich prvkov.

Nad bol skúmaný každý existujúci termočlánok, zariadenie, princíp to v závislosti od použitých zliatin. Teraz sa pozrime na niektoré z vlastností konštrukcie.

konštrukcia termočlánkov

Existujú dva hlavné typy termočlánky vzorov.

• S aplikáciou izolačnej vrstvy. Táto konštrukcia zaisťuje prevádzkovú termočlánok izolačné zariadenie vrstvy elektrického prúdu. Takýto systém umožňuje použitie termočlánku v procese bez izolácie z vstupu do krajiny.

• Bez použitia izolačnej vrstvy. Tieto termoelektrické články môžu byť pripojené len na meracích okruhov, ktorého vstupy nemajú žiadny kontakt s vozovkou. Ak nie je táto podmienka splnená, je zariadenie má dva nezávislé uzavretý okruh, pričom hodnoty získané za použitia termočlánku nebude presné.

Bežiaci termočlánok a jej aplikácie

K dispozícii je samostatný druh tohto zariadenia, označované ako "cestovanie". Princíp fungovania putovnej termoelektrickým teraz považujeme podrobnejšie.

Toto prevedenie sa používa najmä pre stanovenie teploty oceľového predvalky pri jeho spracovaní v sústruženie, frézovanie a iné takéto obrábanie.

Je potrebné poznamenať, že v tomto prípade možné použiť konvenčné termočlánok, avšak v prípade, že výrobný proces vyžaduje riadenie teploty vysokú presnosť, termočlánok beží príliš veľký dôraz.

Pri použití tohto spôsobu k obrobku ešte pred jeho kontaktných elementov je uzavretá. Potom, pri spracovaní polotovaru, tieto kontakty sú neustále vystavené pracovný nástroj alebo iný obrábací stroj, pričom spojenie (čo je hlavný prvok pri teplotných charakteristík odstránení), ako je to "beží" kontaktov.

Tento efekt je široko používaný v kovopriemysle.

Technologické vlastnosti termoelektrických vzorov

Pri výrobe pracovný hrot termočlánku obvod sa skladá z dvoch kovových kontaktov, ktoré je známe, byť vyrobené z rôznych materiálov. Križovatka sa nazýva "križovatka".

Je potrebné poznamenať, že ak by sa zlúčenina prípadne cez hrotmi. Stačí krútiť spolu dva kontakty. Ale taká výrobný postup nebude mať dostatočnú úroveň spoľahlivosti, a pri odstraňovaní vlastnosti Teplota môže tiež poskytovať chybu.

Ak potrebujete vysokú meranie teploty, spájkovanie kov nahradený ich zvárania. To je spôsobené tým, že vo väčšine prípadov je spájka použitá v súvislosti, má nízku teplotu topenia a bola pri prekročení jej úroveň.

Schéma, výroba, ktorá bola použitá pre zváranie, môže vydržať v širokom teplotnom rozmedzí. Ale tento spôsob pripojenia má svoje nevýhody. Vnútorná štruktúra kovu po vystavení vysokej teplote pri zváraní sa môžu meniť, čo bude mať vplyv na kvalitu údajov.

Okrem toho by mal sledovať stav termoelektrických kontaktov v priebehu jeho prevádzky. Preto je možné meniť vlastnosti kovov v okruhu kvôli agresívnym vplyvom okolitého prostredia. Oxidácia sa môže objaviť alebo interdifúze materiálov. V takejto situácii je potrebné nahradiť prácu obvodu termočlánku.

Odrody spojovacie termočlánky

Moderné priemysel produkuje niekoľko návrhov, ktoré sa používajú pri výrobe termočlánkov:

• otvorený križovatka;

• Izolované spojenia;

• uzemnenej uzlom.

termočlánkov rysom otvorené spojenie je nízka odolnosť voči vonkajším vplyvom.

Nasledujúce dva typy štruktúr môžu byť použité pri meraní teploty v nepriaznivom prostredí, môže mať zničujúci dopad na dvojice kontaktov.

Okrem toho v súčasnosti vyvíja priemysel obvody na polovodičových výrobných termoelektrické technológií.

chyba merania

Presnosť teplotných charakteristík získaných termočlánkom, závisí od materiálu, z kontaktnej skupiny, ako aj vonkajších faktorov. Tie zahŕňajú tlak, radiácie na pozadí, alebo z iných dôvodov, ktoré by mohli mať vplyv na fyzikálne a chemické vlastnosti kovov, ktoré tvoria kontakty.

Presnosť merania sa skladá z nasledujúcich častí:

• náhodná chyba spôsobená termoelektrický výrobných funkcií;

• chyba spôsobená teplotou porušenie "studený" kontakt;

• Chyba je príčinou, ktorá slúžila ako vonkajší hluk;

• Chyba kontrolných zariadení.

Výhody použitia termočlánkov

Výhody použitia týchto zariadení na reguláciu teploty, bez ohľadu na aplikáciu, sú:

• veľké ukazovatele medzier, ktoré môžu byť zaznamenané termočlánkom;

• špica termočlánok, ktorý sa priamo podieľa na odstránenie hodnôt môže byť umiestnený v priamom kontakte s meraným miestom;

• Jednoduchý spôsob výroby termočlánkov, ich pevnosť a životnosť prevádzky.

Nevýhody meranie teploty pomocou termočlánku

Nevýhody použitia termočlánkov sú:

• Potreba neustále sledovať teplotu "studeného" termočlánku kontaktu. To je charakteristickým rysom návrhu meracích prístrojov, ktoré sú založené na termočlánku. Princíp fungovania systému sa zužuje rozsah. Môžu byť použité len v prípade, že okolitá teplota je nižšia ako teplota v mieste merania.

• Porušenie vnútornej štruktúry kovov používaných pri výrobe termočlánkov. Faktom je, že v dôsledku vonkajšieho prostredia kontakty strácajú svoju jednotnosť, čo spôsobí chyby v meraní teploty vyrobených.

• Počas merania termočlánku kontaktnej skupiny je zvyčajne vystavený nepriaznivým vplyvom okolitého prostredia, čo spôsobuje poruchy v prevádzke. To opäť vyžaduje utesnenie kontaktov, čo spôsobuje dodatočné náklady na údržbu týchto senzorov.

• Existuje nebezpečenstvo expozície elektromagnetických vĺn termočlánkom, ktorej konštrukcia zaisťuje dlhú skupinu kontaktov. To môže tiež ovplyvniť výsledky merania.

• V niektorých prípadoch dochádza k porušeniu lineárny vzťah medzi elektrickým prúdom, ktoré vznikajú na termočlánku a teplotou v mieste merania. Táto situácia si vyžaduje kalibrácia zariadenia pre ovládanie a.

záver

Cez jeho nedostatky, spôsob merania teploty s termočlánky, ktorý bol prvýkrát vynájdený a testované v 19. storočí, našla svoje široké uplatnenie vo všetkých odvetviach moderného priemyslu.

Okrem toho existujú aplikácie, kde je použitie termočlánkov je jediný spôsob, ako získať údaje o teplote. A prečítajte si tento materiál, je dostatočne pochopiť základné princípy svojej práce.