Termoelement: parimi i funksionimit, pajisja

Ka një shumëllojshmëri të gjerë të pajisjeve dhe mekanizmave për të matur temperaturën. Disa prej tyre janë përdorur në jetën e përditshme, disa - për një shumëllojshmëri të hulumtimit fizike, në proceset industriale dhe industri të tjera.

Një pajisje të tillë është një termoçift. Parimi i funksionimit të pajisjes dhe qark do të diskutohen në seksionet e mëposhtme.

Baza fizike e punimeve termoelement

Parimi operativ i thermocouples është i bazuar në proceset e zakonshme fizike. Për herë të parë efektin, mbi bazën e të cilit vepron njësia, është hetuar nga shkencëtari gjerman Thomas Seebeck.

Thelbi i këtij fenomeni, e cila mban parimin e veprimit termoelement si më poshtë. Në qark të mbyllur elektrik përbëhet nga dy lloje të ndryshme të përçuesve, kur të ekspozuar ndaj të caktuar të energjisë elektrike temperatura e mjedisit lind.

rezulton aktuale elektrike dhe temperatura e ambientit duke vepruar në përçuesve janë në varësi lineare. Kjo është, më e lartë temperatura, aq më i madh aktual elektrike e gjeneruar nga një termoelement. Dhe bazuar në këtë parim të funksionimit të termoelement dhe rezistencës termometër.

Ku një nga kontakti termoelement është në pikën ku ajo është e nevojshme për të matur temperaturën, ajo është quajtur "hot". Kontakti i dytë, me fjalë të tjera - "ftohtë" - në drejtim të kundërt. Aplikimi për matjen thermocouples lejohet vetëm në rastin kur temperatura dhomë është më e ulët se faqja e matjes.

një operacion i tillë qark të shkurtër i termoelement, parimi operativ. Llojet e thermocouples do të diskutohet në seksionin tjetër.

llojet e thermocouples

Në çdo industri, ku matjet e temperaturës janë të nevojshme, e përdorur kryesisht termoelement. Aparati dhe funksionimin e llojeve të ndryshme të njësisë së janë treguar më poshtë.

Alumin-Chromel termoçift

Këto skema thermocouples përdoret në shumicën e rasteve për të prodhuar një shumëllojshmëri të sensorë dhe hetimet që mundësojnë kontrollin e temperaturës në prodhimin industrial.

Tipari i tyre dallues është çmimi relativisht i ulët dhe një varg i madh i temperaturës matur. Ato lejojnë për të rregulluar temperaturën e nga -200 në 13 000 gradë Celsius.

Ajo është e papërshtatshme për të përdorur një termoelement për lidhjet ngjashme në dyqane dhe objekte të lartë të squfurit në ajër, sepse ky element kimik ndikon negativisht dy kromit dhe alumini, duke shkaktuar çrregullime në funksionimin e pajisjes.

Chromel-Copel termoçift

Parimi i veprimit të termoelement, Grupi i Kontaktit i cili është i përbërë prej këtyre lidhjeve është i njëjtë. Por këto pajisje operojnë kryesisht në mjedis të lëngët ose të gaztë që ka neutrale, pronat jo-korrozive. Treguesi sipërme temperatura nuk i kalon 8000 shkallë Celsius.

termoelement zbatueshme të tilla, të cilat i përdorin parimin e operimit e lejon atë për të krijuar shkallën e ngrohjes së çdo sipërfaqe, p.sh. për zbulimin e temperaturës së furrës vatër e hapur ose struktura të tjera të ngjashme.

Hekur-constantan termoçift

Ky kombinim i kontakteve në termoelement nuk është aq e zakonshme sa i pari i specieve në shqyrtim. Parimi operativ i thermocouples është i njëjtë, por ky kombinim kryhet edhe në atmosferë të rralluar. Masat niveli maksimal temperatura nuk duhet të tejkalojë 12,500AVL gradë Celsius.

Megjithatë, në qoftë se temperatura fillon të rritet mbi 7000 gradë, ka shkelje rreziku i saktësisë së matjes për shkak të ndryshimeve në vetitë fizike dhe kimike të hekurit. Ka raste edhe korrozioni i termoelement kontaktuese hekuri në praninë e avullit të ujit të ambientit.

thermocouples Platinum-platinum

Më të shtrenjtë në prodhimin e thermocouples. Parimi i operacionit është i njëjtë, por kjo është e ndryshme nga homologët e tyre lexime shumë të qëndrueshme dhe të besueshme temperaturës. Ajo ka një ndjeshmëri të reduktuar.

Aplikimet kryesore të këtyre pajisjeve - matjen e temperaturave të larta.

Tungsten-rhenium termoçift

Ajo është përdorur edhe për të matur temperaturat shumë të larta. Kufiri maksimal i cili mund të jetë i bllokuar me anë të qark arrin 25 mijë gradë Celsius.

Përdorimi i tyre kërkon respektimin e disa kushteve. Kështu, gjatë temperatura e matjes është e nevojshme për të eliminuar plotësisht atmosferën përreth, e cila ka një ndikim negativ në kunjat në procesin e oksidimit.

Për këtë tungsten-rhenium termoelement është vendosur zakonisht në housings mbushur me një gaz inert mbron elementet e tyre.

Mbi çdo termoelement ekzistuese u shqyrtua, aparati, parimi i saj në varësi të lidhjeve të përdorura. Tani shikoni në disa nga karakteristikat e projektimit.

Ndërtimi i thermocouples

Ka dy lloje kryesore të harton thermocouples.

• Me aplikimin e shtresës izoluese. Ky dizajn parashikon operativ termoelement shtresë pajisja izolimit nga rryma elektrike. Një skemë e tillë lejon përdorimin e një termoelement në procesin pa izolim nga hyrja e parë.

• Pa përdorimin e shtresës izoluese. thermocouples tilla mund të jetë i lidhur vetëm me qarqet matëse, inputet e të cilave nuk kanë asnjë kontakt me terren. Nëse ky kusht nuk plotësohet, pajisja ka dy qark të pavarura të mbyllur, ku leximet e përftuara duke përdorur termoelement nuk do të jetë i saktë.

Drejtimin termoelement dhe zbatimi i saj

Ekziston një specie e veçantë e kësaj pajisje, të referuara si "që udhëtojnë". Parimi i funksionimit të një termoelement udhëtojnë të shqyrtojmë tani më në detaje.

Ky dizajn është përdorur kryesisht për të përcaktuar temperaturën e strehoj çelikut gjatë përpunimit të saj në kthese, mulliri dhe të përpunimit të tjera të tilla.

Duhet të theksohet se në këtë rast të jetë e mundur që të përdorin një termoelement konvencionale, megjithatë, në qoftë se procesi i prodhimit kërkon kontrollin e temperaturës saktësi të lartë, një termoelement rrjedhshëm mbivlerësohet.

Kur aplikoni këtë metodë për të detalit paraprakisht e elementeve e kontaktit është mbyllur. Pastaj, në përpunimin e strehoj, këto kontakte janë të ekspozuar vazhdimisht ndaj mjet pune ose mjet tjetër makinë, ku kryqëzim (që është elementi kryesor gjatë karakteristikat e temperaturës heqjen) si ajo "shkon" e kontakteve.

Ky efekt është përdorur gjerësisht në industrinë e metaleve.

Karakteristika teknologjike e projektimeve thermocouples

Në prodhimin e punës qark kamë termoelement është bërë nga dy kontaktet metalike që janë të njohur të jetë bërë nga materiale të ndryshme. Kryqëzim quhet "kryqëzim".

Ajo duhet të theksohet se duke kompleksin opsionale nëpërmjet spikes. Thjesht prerë së bashku dy kontakte. Por një i tillë metodë e prodhimit nuk do të ketë një nivel të mjaftueshëm të besueshmërisë, dhe mund të sigurojnë gjithashtu gabim kur heqjen karakteristikat e temperaturës.

Nëse keni nevojë për matje të lartë temperaturë, metal bashkim është zëvendësuar me saldim tyre. Kjo është për shkak të faktit se në shumicën e rasteve, lidhës përdoret në lidhje, ka një pikë të ulët të shkrirjes dhe është shkatërruar kur niveli i saj është tejkaluar.

Skema, prodhimin e cila saldim është zbatuar, mund të përballojë një gamë të gjerë të temperaturës. Por kjo metodë e lidhjes ka meta e saj. Struktura e brendshme e metalit pas ekspozimit ndaj temperaturë të lartë gjatë saldimit mund të ndryshojë, e cila do të ndikojë në cilësinë e të dhënave.

Për më tepër, ajo duhet të monitorojnë statusin e kontakteve termoelement në rrjedhën e funksionimit të saj. Kështu, është e mundur për të ndryshuar karakteristikat e metaleve në qark për shkak të ndikimeve agresive të mjedisit. Oksidimi mund të ndodhë ose interdiffusion e materialeve. Në një situatë të tillë është e nevojshme për të zëvendësuar punën e qark termoelement.

Varieteteve thermocouples kryqëzim

Industri moderne prodhon disa dizajne, të cilat janë përdorur në prodhimin e thermocouples:

• bashkimi i hapur;

• Izoluar nyje;

• një bashkimi bazuar.

tipar Thermocouples e kryqëzimit të hapur është rezistenca e dobët ndaj ndikimeve të jashtme.

Dy llojet e mëposhtme të strukturave mund të përdoret në matjen e temperaturave në mjedise armiqësore, mund të ketë efekte shkatërruese për palë të kontaktit.

Për më tepër, aktualisht industria është duke u zhvilluar qarqeve në teknologjitë thermocouples prodhimit gjysmëpërçues.

gabimi në matje

Saktësia e karakteristikave të temperaturës të marra nga një termoelement varet nga materiali i grupit të kontaktit, si dhe faktorët e jashtëm. Këto të fundit përfshijnë presionin, rrezatimit të sfondit ose arsye të tjera që mund të ndikojnë në vetitë fizike dhe kimike të metaleve, të cilat e bëjnë kontaktet.

Saktësi e matjes përbëhet nga komponentët e mëposhtëm:

• Gabim rastit të shkaktuara nga tiparet e prodhimit termoelement;

• gabim të shkaktuar nga shkelje temperaturë të "ftohtë" të kontaktit;

• gabim, shkaku i cili ka shërbyer si zhurma e jashtme;

• kontroll aparat gabime.

Avantazhet e përdorimit të thermocouples

Avantazhet e përdorimit të pajisjeve të tilla për kontrollin e temperaturës, pavarësisht aplikimit, janë:

• treguesit e mëdha hendeku që mund të regjistrohen nga një termoelement;

• kamë termoelement, i cili është drejtpërdrejt i përfshirë në heqjen e leximeve mund të vendoset në kontakt të drejtpërdrejtë me pikën matëse;

• proces i thjeshtë i thermocouples prodhimit, fuqinë e tyre dhe qëndrueshmëri e funksionimit.

Mangësi e matjes së temperaturës duke përdorur një termoelement

Disavantazhet e aplikimit thermocouples përfshijnë:

• Nevoja për të monitoruar vazhdimisht temperaturën e "ftohtë" kontakt termoelement. Ky është një tipar dallues i dizajnit të instrumenteve matëse, të cilat janë të bazuara në termoelement. Parimi i funksionimit të skemës ngushton fushëveprimin e saj. Ato mund të përdoren vetëm nëse temperatura e ambientit është nën temperaturën në pikën matëse.

• Shkelje e strukturës së brendshme të metalesh perdorur ne prodhimin e termoelement. Fakti është se për shkak të mjedisit të jashtëm kontaktet humbasin uniformitetin e tyre, e cila shkakton gabime në lexime temperaturës prodhuara.

• Gjatë matjes së grupit të kontaktit termoelement është i ekspozuar zakonisht të ndikimeve negative mjedisore, e cila shkakton shqetësime në operacion. Kjo përsëri kërkon nënshkrimin e kontakteve, të cilat shkakton kosto shtesë të mirëmbajtjes të sensorë të tilla.

• Ekziston rreziku i ekspozimit ndaj valëve elektromagnetike nga një termoelement ndërtimi i së cilës ofron një grup të gjatë kontaktit. Ajo mund gjithashtu të ndikojë në rezultatet e matjeve.

• Në disa raste, shkelja ndodh një marrëdhënie lineare në mes të rrymës elektrike që dalin në termoelement dhe temperatura në vendin e matjes. Kjo situatë kërkon një aparat të kontrollit kalibrimi.

përfundim

Pavarësisht të metave të tij, metoda e matjes së temperaturës me thermocouples, e cila ishte shpikur për herë të parë dhe të testuar në shekullin e 19-të, gjeti zbatimin e saj të gjerë në të gjitha degët e industrisë moderne.

Për më tepër, ekzistojnë aplikacione ku përdorimi i thermocouples është e vetmja mënyrë e marrjes së të dhënave të temperaturës. Dhe të lexoni këtë material, ju e kuptoni në mënyrë adekuate parimet bazë të punës së tyre.