Termopari: toimintaperiaate, laitteen

On olemassa monenlaisia laitteita ja mekanismia, jolla mitataan lämpötilaa. Osa niistä käytetään jokapäiväisessä elämässä, jotkut - erilaisia fyysisiä tutkimuksen, teollisuuden prosesseissa ja muilla teollisuudenaloilla.

Eräs tällainen laite on termopari. Toimintaperiaate laitteen ja piirin käsitellään seuraavissa kappaleissa.

Fyysinen perusta termoelementin teosten

Toimintaperiaate termoparityyppiä perustuu tavalliset fysikaaliset prosessit. Ensimmäistä kertaa vaikutuksesta, joiden perusteella laite toimii, on tutkittu Saksan tutkija Thomas Seebeck.

Ydin ilmiö, joka pitää termopari toiminta periaatteessa seuraavasti. Suljetussa sähköinen piiri, joka koostuu kahdesta eri johtimia, kun ne altistetaan tietyille ympäristön lämpötilan sähköä syntyy.

Tuloksena sähkövirran ja ympäristön lämpötilan, joka vaikuttaa johtimet ovat lineaarinen riippuvuus. Toisin sanoen, mitä korkeampi lämpötila, sitä suurempi sähkövirran tuottaman lämpöparilla. Ja tämän perusteella toimintaperiaate Lämpösähköpari ja vastuslämpömittari.

Jolloin yksi termopari kontakti on kohdassa, jossa se on tarpeen mitata lämpötila, sitä kutsutaan "kuuma". Toinen kosketin, toisin sanoen - "kylmä" - päinvastaiseen suuntaan. Hakemus mittaamiseksi lämpöparit sallittua ainoastaan silloin, kun huoneen lämpötila on alhaisempi kuin mittauskohdan.

Tällainen oikosulku toiminnan termopari, toiminnan periaate. Termoparityyppiä käsitellään seuraavassa osassa.

termoparityyppiä

Kullakin toimialalla, jossa lämpötila mittauksia tarvitaan, käytetään pääasiassa termopari. Laitteiston ja käytön eri yksikön on esitetty alla.

Alumiini-Chromel termoelementin

Näiden lämpöparit skeema käyttää useimmissa tapauksissa tuottaa erilaisia antureita ja koettimet, jotka mahdollistavat lämpötilan valvonta teollisessa tuotannossa.

Niiden piirre on suhteellisen alhainen hinta, ja valtava valikoima mitattu lämpötila. Niiden avulla korjata lämpötilaan -200-13 000 asteeseen.

Se on sopimatonta käyttää lämpöparilla samanlainen seokset kaupoissa ja korkea rikin ilmassa olevat kohteet, koska tämä alkuaine vaikuttaa haitallisesti sekä kromia ja alumiinia, mikä aiheuttaa häiriöitä laitteen toimintaa.

Chromel-Copel termoelementin

Toiminnan periaate termoelementin, kontakti, joka koostuu näiden seosten on sama. Mutta nämä laitteet toimivat enimmäkseen nestemäisessä tai kaasumaisessa ympäristössä, jolla on neutraalin, syövyttäviä ominaisuuksia. Ylin lämpötila merkkivalo ei ylitä 8000 celsiusastetta.

Sovelletaan kuten termoelementin, jotka käyttävät toimintaperiaate mahdollistaa se vahvistaa lämpenemä tahansa pinta, esimerkiksi lämpötilan havaitsemiseksi avoimen arinauuni tai muita vastaavia rakenteita.

Rauta-konstantaania termoelementin

Tämä yhdistelmä kontaktien termopari ei ole yhtä yleistä kuin ensimmäinen lajin osalta. Toimintaperiaate termopareja on sama, mutta tämä yhdistelmä toimii hyvin ohuessa ilmassa. Enimmäistason mittaa lämpötilaa ei saa ylittää 12500 celsiusastetta.

Kuitenkin, jos lämpötila alkaa nousta yli 7000 astetta, on olemassa vaara, rikkoo mittaustarkkuuden muutosten vuoksi fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien rautaa. On jopa tapauksissa korroosio rauta kosketukseen termopari läsnä ollessa ympäristön vesihöyryn.

Platina-platina lämpöparit

Kallein valmistuksessa lämpöparit. Toimintaperiaate on sama, mutta se on erilainen kuin niiden vastineet hyvin vakaa ja luotettava lämpötilan lukemat. Se on alentunut herkkyys.

Tärkeimmät sovellukset näistä laitteista - mitataan korkeita lämpötiloja.

Volframi-renium termopari

Sitä käytetään myös mittaamaan hyvin korkeita lämpötiloja. Ylärajaa, joka voidaan lukita avulla piiri saavuttaa 25000 astetta.

Niiden käyttö vaatii että tietyt ehdot täyttyvät. Siten, aikana lämpötilan mittaus on tarpeen poistaa kokonaan ympäröivään ilmakehään, joka on negatiivinen vaikutus nastat hapetusprosessissa.

Ja tämä volframi-renium termopari sijoitetaan yleensä koteloissa on täytetty inertillä kaasulla suojella elementtejä.

Päällekkäin olemassa olevien termopari tutkittiin, laite, periaate on riippuen käytetystä seokset. Nyt tarkastella joitakin ominaisuuksista.

rakentaminen Termoparien

On olemassa kaksi keskeistä termoparityyppiä malleja.

• Soveltamisessa eristävän kerroksen. Tämä muotoilu mahdollistaa termopari käyttölaite eristekerroksen sähkövirran. Tällainen järjestelmä mahdollistaa käytön termopari prosessissa eristämättä maasta sisäänkäynti.

• Ilman eristävän kerroksen. Kuten termoelementit voidaan liittää vain mittauspiirejä, tulot, jotka eivät ole kosketuksissa maahan. Jos tämä ehto ei täyty, laite on kaksi itsenäistä suljettu piiri, jolloin lukemat saatiin käyttäen termopari ei ole tarkka.

Running termopari ja sen soveltaminen

On erillinen laji tämän laitteen, jota kutsutaan "kiertävällä". Toimintaperiaate kiertävään termopari nyt tarkastelemme yksityiskohtaisemmin.

Tämä muotoilu on pääasiassa käytetään määritettäessä lämpötilan teräsaihiosta aikana sen käsittelyn sorvaus, jyrsintä ja muita koneistus.

On huomattava, että tässä tapauksessa on mahdollista käyttää tavanomaista termopari, kuitenkin, jos valmistusprosessi vaatii suurta tarkkuutta lämpötila, lämpöparilla käynnissä korostaa liikaa.

Kun tätä menetelmää työkappaleen ennen sen kosketinelementtien on suljettu. Sitten käsittely aihion, nämä yhteydet ovat jatkuvasti alttiina työ- välineen tai muun työstökone, jolloin liittymää (joka on tärkein elementti poistamisen aikana lämpötila ominaisuudet) kuin se "kulkee" yhteyksiä.

Tämä vaikutus on laajalti käytössä metalliteollisuudessa.

Tekniset ominaisuudet Termoparien malleja

Valmistuksessa työ- piikki termopari piiri on tehty kahdesta metalliset kosketuspinnat, joiden tiedetään olla tehty eri materiaaleista. Risteyksessä on nimeltään "risteys".

On huomattava, että yhdisteen valmistamiseksi valinnaisesti kautta piikkejä. Yksinkertaisesti kierrä yhteen kaksi kosketinta. Mutta tällainen valmistusmenetelmä ei ole riittävää luotettavuutta, ja se voi myös tarjota virhe poistettaessa lämpötilan ominaisuudet.

Jos tarvitset korkean lämpötilan mittaus, juottamalla metalli korvataan niiden hitsaamalla. Tämä johtuu siitä, että useimmissa tapauksissa juote käytetään yhteyden, on alhainen sulamispiste ja tuhoutuu, kun sen taso on ylitetty.

Järjestelmässä, joiden valmistuksessa hitsaus on sovellettu, voi kestää laajalla lämpötila-alueella. Mutta tämä menetelmä yhteyden on kääntöpuolensa. Sisäinen rakenne metallin altistettaessa korkeille lämpötiloille hitsauksen aikana voi muuttua, mikä vaikuttaa tietojen laatua.

Lisäksi olisi tarkkailla termopari kontakteja käyttötarkoituksessa. Näin ollen on mahdollista muuttaa ominaisuuksia metallien johtuvaan piirin aggressiivinen ympäristön vaikutuksille. Hapetus voi tapahtua tai keskinäisen diffuusion materiaaleista. Tällaisessa tilanteessa on tarpeen korvata työn termopari piiri.

Lajikkeet risteyksessä lämpöparit

Nykyaikainen teollisuus tuottaa useita malleja, joita käytetään valmistuksessa lämpöparit:

• avoin risteys;

• Eristetty risteyksessä;

• maadoitettu risteyksessä.

lämpöparit ominaisuus avoimen liitoksen on huono vastustuskyky ulkoisille vaikutuksille.

Seuraavat kaksi rakenteita voidaan käyttää mittaamaan lämpötiloja vaativissa olosuhteissa, voi olla tuhoisia vaikutuksia kontakti pari.

Lisäksi tällä hetkellä teollisuus kehittyy piirejä puolijohde lämpösähköpareilla tuotantotekniikoita.

mittausvirhe

Tarkkuus lämpötilan ominaisuudet saadaan lämpöparilla riippuu materiaalin kontakti ryhmä, sekä ulkoiset tekijät. Viimeksi mainittuihin kuuluvat paine, taustasäteily tai muista syistä, jotka voivat vaikuttaa fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet metallien, jotka tekevät yhteyksiä.

Mittaustarkkuuden koostuu seuraavista komponenteista:

• satunnainen aiheuttama virhe termopari valmistus ominaisuudet;

• virhe, jotka aiheutuvat lämpötilan rikkominen "kylmä" yhteystiedot;

• virhe, jonka syy toimi ulkoisen melun;

• ohjauslaitteen virhe.

Etuja käyttämällä termopareja

Etuja käyttämällä tällaisia laitteita lämpötilan säätöön, sovelluksesta riippumatta, ovat:

• suuri kuilu indikaattoreita, jotka voidaan tallentaa lämpöparilla;

• piikki termopari, joka on suoraan mukana poisto lukemat voidaan sijoittaa suoraan kosketukseen mittauskohtaan;

• yksinkertainen valmistusprosessin termopareja, niiden lujuus ja kestävyys toiminnan.

Haitat lämpötilan mittaus lämpöparilla

Haitat soveltamisen lämpöparit ovat:

• Tarpeen seurata jatkuvasti lämpötila "kylmä" termopari kontakti. Tämä on piirre suunnittelun mittauslaitteiden, jotka perustuvat termoelementin. Toimintaperiaate järjestelmän kapenee sen soveltamisalaa. Niitä voidaan käyttää vain, jos ympäristön lämpötila on sen lämpötilan alapuolella, mittauspisteen.

• Rikkoo sisäisen rakenteen metallien valmistuksessa käytettyjen termoelementin. Tosiasia on, että koska ulkoisen ympäristön koskettimien menettävät tasaisuus, joka aiheuttaa virheitä lämpötilan tuottamia lukemia.

• Mittauksen aikana termopari kontakti ryhmä on tavallisesti alttiina haitallisia ympäristövaikutuksia, joka aiheuttaa häiriöitä toiminnassa. Tämä taas edellyttää sulkemista yhteydet, mikä aiheuttaa ylimääräisiä ylläpitokustannuksia tällaisten antureiden.

• On olemassa vaara, että sähkömagneettisten aaltojen lämpöparilla, jonka rakenne mahdollistaa pitkän kontakti ryhmä. Se voi myös vaikuttaa mittaustuloksiin.

• Joissakin tapauksissa, rikkominen tapahtuu lineaarinen suhde sähkövirtaa, jotka syntyvät, termopari ja lämpötila mittauskohdan. Tämä tilanne edellyttää kalibrointia ohjauslaite.

johtopäätös

Huolimatta sen puutteista, mittausmenetelmä lämpötilan termoparien, joka oli ensimmäinen keksitty ja testattu in the 19th century, havaittu laaja sovellettavuus kaikki haarat nykyajan teollisuudessa.

Lisäksi on olemassa sovelluksia, joissa käyttö termoelementit on ainoa tapa saada lämpötilan tiedot. Ja lukea tätä materiaalia, sinun riittävästi ymmärtää perusperiaatteet työssään.