Termoelements: Darbības princips, ierīce

Ir dažādas ierīces un mehānismus, lai izmērītu temperatūru. Dažas no tām tiek izmantotas ikdienā, daži - dažādu fizisko pētniecības, rūpniecības procesos un citās nozarēs.

Viena šāda ierīce ir termopāri. Operācijas ierīces un ķēdes princips tiks apspriesti šādās sadaļās.

Fiziskā bāze no termopāra darbu

Apkalpojošais termopāriem princips balstās uz parastajām fizikāliem procesiem. Pirmo reizi efektu, uz kuru pamata darbojas vienība, tika pētīta Vācijas zinātnieks Tomass Seebeck.

No parādības, kas, savukārt termopāra darbības princips ir šāds būtība. Slēgtā elektriskās ķēdes, kas sastāv no diviem dažādiem vadītājiem, kad pakļauti noteiktu vides temperatūra elektrība rodas.

Iegūto elektriskā strāva un apkārtējās vides temperatūru, kas iedarbojas uz vadiem ir lineārā atkarība. Tas ir, jo augstāka temperatūra, jo lielāka elektriskā strāva ar termopāri radīts. Un, pamatojoties uz šo principu darbības termopāra un pretestības termometru.

Kur viens no termopāra kontakts ir vietas, kur tas ir nepieciešams, lai izmērītu temperatūru, tā tiek saukta par "karsto". Otrais kontakts, citiem vārdiem sakot - "aukstā" - pretējā virzienā. Pieteikums mērīšanas termopāriem atļauta tikai gadījumā, ja telpas temperatūra ir zemāka nekā mērīšanas vietā.

Šāds īssavienojums darbība termopāri, darbības princips. Veidi termopāriem tiks apspriesti nākamajā nodaļā.

veidi termopāriem

Katrā nozarē, kurā tiek prasīts temperatūras mērījumi, galvenokārt izmanto thermocouple. Aparatūra un darbība dažādu veidu vienības ir norādīti zemāk.

Aluminium-Chromel thermocouple

Tie Termopāri shēma izmantota vairumā gadījumu, lai ražotu dažādus sensorus un zondes, kas ļauj temperatūras kontroli rūpnieciskajā ražošanā.

To atšķirības iezīme ir salīdzinoši zema cena un milzīgs diapazons mērot temperatūru. Tās ļauj noteikt temperatūru no -200 līdz 13 000 grādiem pēc Celsija.

Tas ir nepiemērota izmantot termopāri uz līdzīgiem sakausējumu veikalos un augstu sēra objektiem gaisā, jo šis ķīmiskais elements nelabvēlīgi ietekmē gan hroma un alumīnija, kas izraisa traucējumus darbībā ierīces.

Chromel-Copel thermocouple

Par darbības termopāra princips, kontaktgrupa, kas sastāv no šiem sakausējumiem, ir tas pats. Taču šīs ierīces darbojas galvenokārt šķidrā vai gāzveida vidē ar neitrāliem, nav kodīgas īpašības. Augšējā termometrs nepārsniedz 8000 grādu pēc Celsija.

Izmantojamie šādas thermocouple, kas izmanto darbības princips pieļauj tā, lai izveidotu pakāpi karsējot jebkura virsmas, piem, lai noteiktu temperatūras atvērtā martenkrāsnī vai jebkuru citu līdzīgu struktūru.

Dzelzs-constantan termoelements

Šis kontaktiem termopāri kombinācija nav tik izplatīta kā pirmā no sugas izskatāmajās. Darbības princips termopāri ir tas pats, bet šī kombinācija veic labi rarefied atmosfērā. Maksimālais līmeņa pasākumi temperatūra nedrīkst pārsniegt 12500 grādiem pēc Celsija.

Tomēr, ja temperatūra sāk paaugstināties virs 7000 grādiem, pastāv risks pārkāpums mērījumu precizitāte izmaiņu dēļ fizikālo un ķīmisko īpašību dzelzs. Ir pat gadījumi koroziju dzelzs kontaktēšanas termopāri klātbūtnē apkārtējās vides ūdens tvaiku.

Platinum-platīna thermocouples

Dārgākā ražošanā termopāriem. Darbības princips ir tāds pats, bet tas ir atšķirīgs no saviem kolēģiem ļoti stabila un uzticama temperatūras mērījumi. Tā ir samazināta jutību.

Galvenais pielietojums šīm ierīcēm - mērīšanas augstu temperatūru.

Tungsten-renijs thermocouple

To izmanto arī, lai mērītu ļoti augstu temperatūru. Maksimālais limits, ko var aizslēgt ar ķēdes sasniedz 25 tūkstošus grādus pēc Celsija.

To izmantošanai nepieciešama atbilstība noteiktiem nosacījumiem. Tādējādi, temperatūras laikā mērījumi ir nepieciešams, lai pilnīgi novērstu apkārtējo atmosfēru, kam ir negatīva ietekme uz tapu oksidēšanās procesu.

Par šo volframa-rēnijs termopāri parasti novieto korpusos pildītas ar inerto gāzi aizsargā savus elementus.

Virs katra esošā termopāri tika pārbaudīts, aparātu, tad no tā princips atkarībā no izmantoto sakausējumu. Tagad apskatīt dažas dizaina iezīmes.

konstrukcija of thermocouples

Ir divi galvenie veidi, termopāriem dizainu.

• Ar piemērošanas izolācijas slāni. Šī konstrukcija nodrošina termoelements darba ierīce izolācijas slāņa elektrisko strāvu. Šāda shēma ļauj izmantot termopāri procesā bez izdalīšanas no ieejas zemes.

• Neizmantojot izolācijas slāni. Šādus termopāri var pievienot tikai uz mērīšanas ķēdēm, izejvielas, kuras nav kontaktu ar zemi. Ja šis nosacījums netiek izpildīts, ierīce ir divas neatkarīgas slēgta ķēde, kuru rādījumus, kas iegūti, izmantojot termopāri nebūs precīza.

Running termoelements un tās piemērošana

Ir atsevišķa suga šo ierīci, ko dēvē par "ceļo". Par darbības ceļojošā termopāri tagad mēs uzskatām sīkāk princips.

Šis dizains ir galvenokārt izmanto, lai noteiktu temperatūru tērauda sagataves to apstrādes pagrieziena laikā, frēzēšanas un citas tādas apstrādes.

Jāatzīmē, ka, iespējams šajā gadījumā izmantot parasto termopāri, tomēr, ja ražošanas process prasa augstu precizitāti temperatūras kontroli, termopāri darbojas par daudz.

Piemērojot šo metodi, lai apstrādājamā pirms tās kontaktpersonu elementu noslēgta. Tad, no sagataves apstrādes, šie kontakti ir pastāvīgi pakļauti darba rīku vai citu darbgaldu, ar kuru krustojums (kas ir galvenais elements izņemšana temperatūras īpašībām laikā), jo tas "iet" kontaktpersonu.

Šis efekts ir plaši izmanto metāla rūpniecībā.

Tehnoloģiskie iezīmes Termopāri dizainu

In ražošanā darba smaile termopāra ķēde ir izgatavota no divām metāla kontaktu, kas, kā zināms, izgatavotas no dažādiem materiāliem. Krustojuma sauc par "krustojums".

Jāatzīmē, ka, padarot savienojumu izvēles izmantojot tapas. Vienkārši pagrieziet kopā divus kontaktus. Taču šāda ražošanas metode nebūs pietiekamu uzticamības līmeni, un tas var arī sniegt kļūda, noņemot temperatūras īpašības.

Ja jums ir nepieciešams augstas temperatūras mērījumus, lodēšanas metāls tiek aizstāts ar savu metināšanas. Tas ir saistīts ar faktu, ka vairumā gadījumu, lodēt izmantota saistībā ir zema kušanas temperatūra, un tiek iznīcināts, ja tā līmenis ir pārsniegts.

Shēma, kuru ražošanā ir izmantota metināšanas, var izturēt plašas temperatūras diapazonā. Bet šī metode savienojuma ir savi trūkumi. Iekšējā struktūra metāla pēc iedarbības augstu temperatūru metināšanas laikā var mainīties, kas ietekmēs datu kvalitāti.

Turklāt tai būtu jāuzrauga statusu termopāra kontaktu gaitā tā darbību. Tādējādi ir iespējams mainīt īpašības metālu ķēdē, jo agresīvo apkārtējās vides ietekmi. Oksidācijas var notikt vai interdiffusion materiālu. Šādā situācijā ir nepieciešams nomainīt darbu termopāra ķēdē.

Šķirnes krustojums termopāri

Mūsdienu rūpniecība ražo vairākus dizainparaugus, kas tiek izmantoti ražošanā termopāriem:

• open mezgls;

• Izolēts krustojuma;

• iezemētu junction.

Termopāri iezīme atklātā krustojuma ir zema izturība pret ārējām ietekmēm.

Turpmāk divu veidu struktūru, var izmantot mērīšanas temperatūras naidīgā vidē, var būt postoša ietekme uz kontaktu pāri.

Turklāt šobrīd nozare attīstās ķēdēm par pusvadītāju termopāriem ražošanas tehnoloģijām.

mērījumu kļūda

Precizitāte temperatūras īpašībām, kas iegūti ar termopāri ir atkarīgs no materiāla ar kontaktu grupu, kā arī ārējie faktori. Pēdējais ietver spiedienu, fona radiāciju vai citi iemesli, kas var ietekmēt tās fiziskās un ķīmiskās īpašības, metālu, kas padara kontaktus.

Mērījumu precizitāti sastāv no šādām sastāvdaļām:

• nejauša kļūda, ko izraisa termoelements ražošanas funkcijas;

• kļūda, ko izraisa temperatūras pārkāpuma "aukstā" kontaktu;

• kļūda, kuras cēlonis kalpoja kā ārējo troksni;

• kontroles ierīces kļūda.

Priekšrocības, izmantojot termopāri

Izmantot šādas ierīces temperatūras kontroli priekšrocības, neatkarīgi no pieteikuma, ir:

• liela atšķirība rādītājus, kas var tikt ierakstīti ar termopāri;

• smaile termopāri, kas ir tieši iesaistīta noņemšanu rādījumu var novietot tiešā kontaktā ar mērīšanas punktā;

• vienkāršs process, ražošanas termopāriem, to spēku un izturību darbību.

Trūkumi uz temperatūras mērījumiem, izmantojot termopāri

Par piemērošanas termopāri trūkumi ir šādi:

• Nepieciešamība pastāvīgi uzraudzīt temperatūru "aukstā" termopāri kontaktu. Tā ir atšķirīga iezīme dizaina mērinstrumentiem, kas ir balstīti uz termopāri. No shēmas darbības princips sašaurina tās darbības jomu. Tos var izmantot tikai tad, ja apkārtējās vides temperatūra ir zemāka par temperatūru mērījuma punktā.

• Pārkāpšana iekšējās struktūras metāli, ko izmanto, lai ražotu termopāra. Fakts ir tāds, ka sakarā ar ārējās vides kontakti zaudē savu vienveidību, kas izraisa kļūdas temperatūras rādījumus ražoti.

• mērīšanai termoelements kontaktu grupas laikā parasti tiek pakļauta nelabvēlīgu vides ietekmi, kas izraisa traucējumus darbojas. Tas atkal prasa plombēšanu, kontaktiem, kas izraisa papildu uzturēšanas izmaksas šādu sensoru.

• Pastāv risks, pakļaušanu elektromagnētisko viļņu ar termopāri, kura konstrukcija nodrošina ilgu kontaktu grupu. Tas var ietekmēt arī mērījumu rezultātus.

• Dažos gadījumos pārkāpums notiek uz lineāra sakarība starp elektrisko strāvu, kas rodas no termopāri un temperatūru mērījumu vietā. Šī situācija prasa kalibrēšana kontroles ierīces.

secinājums

Neskatoties uz trūkumiem, metode mērījumu temperatūru ar termopāriem, kas pirmo reizi tika izgudrots un pārbaudītas 19.gadsimtā, atrada savu plašu pielietojumu visās mūsdienu rūpniecības nozarēs.

Turklāt, pastāv pieteikumus, kur izmantošana termopāriem ir vienīgais veids, kā iegūt temperatūras datus. Un izlasīt šo materiālu, jūs adekvāti izprast pamatprincipus savu darbu.