Termopar: la principo de operacio, la aparato

Ekzistas vasta gamo de aparatoj kaj mekanismoj por mezuri la temperaturon. Kelkaj el ili estas uzataj en ĉiutaga vivo, kelkaj - por diversaj fizikaj esplorado, en industriaj procezoj kaj aliaj industrioj.

Unu tia aparato estas termopar. La principo de operacio de la aparato kaj la cirkvito estos diskutita en la sekvaj sekcioj.

La fizika bazo de la termopar verkoj

La mastruma principo de termopares baziĝas sur la kutimaj fizikaj procezoj. Unuafoje la efiko, surbaze de kiuj la unuo funkcias, estis esplorita fare de la germana sciencisto Thomas Seebeck.

La esenco de la fenomeno, kiu tenas la termopar ago principo jene. En la fermita elektra cirkvito konsistas el du malsamaj specoj de direktoroj, kiam malkovrita al certaj mediaj temperaturo elektro ekestas.

La rezulta elektra fluo kaj la ĉirkaŭa temperaturo agante sur la ŝoforoj estas en lineara dependeco. Tio estas, la pli alta la temperaturo, la pli granda la elektra fluo generita de termopar. Kaj surbaze de tiu principo de operacio de la termopar kaj rezisto termometro.

En tio unu el la termopar kontakton estas ĉe la punkto kie ĝi estas necesa por mezuri la temperaturon, ĝi nomiĝas "varmega." La dua kontakton, alivorte - "malvarma" - en la kontraŭa direkto. Apliko por mezuri termopares permesate nur en la kazo kiam la temperaturo medio estas pli malalta ol la mezurado ejo.

Tia fuŝkontakto operacio de la termopar, la mastruma principo. Tipoj de termopares estos diskutita en la sekvanta sekcio.

specoj de termopares

En ĉiu industrio, kie la temperaturo mezuradoj estas postulata, ĉefe uzata termopar. La aparato kaj operacio de diversaj specoj de unuo estas montrita sube.

Aluminio-Chromel termopar

Tiuj termopares skemo uzita plejparte por produkti diversajn sensilojn kaj enketoj kiuj ebligos temperaturo kontrolo en industria produktado.

Ilia karakteriza trajto estas la relative malalta prezo kaj grandega gamo de la mezurita temperaturo. Ili permesas ripari temperaturo de el -200 al 13 000 gradoj Celsius.

Estas netaŭga uzi termopar por similaj alojoj en vendejoj kaj alta sulfuro objektoj en la aero, ĉar tiu kemia elemento afekcias negative al ambaŭ la kromio kaj aluminio, kaŭzante tumultoj en la funkciado de la aparato.

Chromel-Copel termopar

La principo de agado de la termopar, la kontakto grupo kiu konsistas el tiuj alojoj estas la sama. Sed tiuj aparatoj funkciigi plejparte en likva aŭ gasa medio havanta neŭtralaj, ne-koroda ecoj. La supra temperaturo indikilo ne superas 8000 grado Celsius.

Aplikebla tia termopar, kiu uzas la principon de operacio permesas ŝin establi la gradon de hejtado de ajna surfaco, ekz-e, por detekti la temperaturo de malferma fajrujo forno aŭ ajna alia simila strukturoj.

Fero-constantan termopar

Tiu kombino de kontaktoj en la termopar ne estas tiel ofta kiel la unua de la specio sub konsidero. La mastruma principo de termopares estas la sama, sed ĉi tiu kombino rezultis bone en la enrarecido atmosfero. La maksimuma nivelo mezuras la temperaturon ne devus superi 12,500 gradoj Celsius.

Tamen, se la temperaturo komencas levi super 7000 gradoj, estas risko malobservo de mezurado precizeco pro ŝanĝoj en fizikaj kaj kemiaj ecoj de fero. Ekzistas eĉ kazoj corrosión de la fero kontakti termopar en ĉeesto de ĉirkaŭa akvovaporo.

Plateno-plateno termopares

La plej multekosta en la fabrikado de termopares. La principo de funkciado estas la sama, sed estas malsamaj de siaj kolegoj tre stabila kaj fidinda temperaturo legadoj. Ĝi havas reduktitan sentemon.

La ĉefa aplikoj de ĉi tiuj aparatoj - mezuri altaj temperaturoj.

Wolfram-renio termopar

Ĝi estas uzata ankaŭ por mezuri temperaturojn tre levitaj. La maksimuma limo kiu povas esti ŝlosita per la cirkviton atingas 25 mil gradoj Celsius.

Ilia uzo postulas observon kun certaj kondiĉoj. Tiel, dum la temperaturo mezurado necesas tute elimini la ĉirkaŭa atmosfero, kiu havas negativan efikon sur la pingloj en la procezo de oxidación.

Por ĉi tungsteno-renio termopar estas kutime metita en loĝejojn plenigita kun inerta gaso protektanta iliajn elementojn.

Super ĉiu ekzistanta termopar estis ekzamenita, la aparato, la principo de ĝi laŭ la uzita alojoj. Nun rigardu kelkajn el la dezajnelementoj.

konstruo de termopares

Estas du ĉefaj tipoj de termopares dezajnoj.

• Kun la apliko de la izola tavolo. Ĉi dezajno provizas por termopar mastruma aparato izolado tavolo de elektra fluo. Tia skemo permesas la uzon de termopar en la procezo sen izolado de la grundo enirejo.

• Sen la uzo de la mantelo aislante. Tia termopares eblas konektita nur al la mezuri cirkvitoj, la enigoj de kiuj ne havas kontakton kun la grundo. Se tiu kondiĉo ne estas renkontita, la aparato estas du sendependaj fermita cirkvito, per la legadoj akiris uzante la termopar ne preciza.

Kurado termopar kaj lia apliko

Ekzistas apartaj specioj de ĉi tiu aparato, referita kiel "vojaĝo". La principo de operacio de vojaĝanta termopar ni nun konsideru pli detale.

Tiu dezajno estas ĉefe uzata por determini la temperaturon de la ŝtalo billet dum lia procesorado en turnante, molienda kaj aliaj tiaj maŝinanta, aparatanta.

Ni notu, ke en ĉi tiu kazo eblas uzi convencional termopar, tamen, se la fabrikado procezo postulas altajn precizeco temperaturo kontrolo, termopar kurante overemphasized.

Al la apliki ĉi metodon al la workpiece anticipe de lia kontakto elementoj estas sigelita. Tiam, en la procesorado de la soldatloĝejo, ĉi tiuj kontaktoj estas kontinue eksponita al la laborista ilo aŭ alia maŝino ilo, per kio la junto (kiu estas la ĉefa elemento dum forigo temperaturo karakterizaĵoj) kiel "kuras" de kontaktoj.

Ĉi tiu efekto estas vaste uzata en la metalo industrio.

Teknologia trajtoj de termopares dezajnoj

En la fabrikado de laboranta alkoholigi termopar cirkviton estas farita de du metalaj kontaktoj kiuj estas konataj por esti farita de malsamaj materialoj. La krucvojo estas nomita "krucvojo".

Ni notu, ke farante la komponaĵo laŭvole per pikiloj. Simple tordi kune du kontaktojn. Sed tia fabrikado metodo ne havas sufiĉan nivelon de fidindeco, kaj povas ankaŭ provizi eraron kiam forigante la temperaturo karakterizaĵojn.

Se vi bezonas alta temperaturo mezurado, lutante metalo estas anstataŭita kun iliaj veldo. Ĉi tio estas pro la fakto, ke plej ofte, la veldo uzata je konekto, ĝi havas malaltan frostopunkto kaj estas detruita kiam ĝia nivelo estas preterpasita.

Skemo, la fabrikado de kiuj veldado estis aplikita, povas rezisti larĝa temperaturo gamo. Sed ĉi metodo de konekto havas liajn malfacilaĵojn. La interna strukturo de la metalo sur malkovro al alta temperaturo dum veldado povas ŝanĝi, kiu influos la kvaliton de la datumoj.

Cetere, ĝi devus kontroli la statuson de la termopar kontaktoj en la paso de lia operacio. Tiel, eblas ŝanĝi karakterizaĵojn de metaloj en la cirkviton pro agresema mediaj influoj. Oxidación povas okazi aŭ interdiffusion de materialoj. En tia situacio estas necese anstataŭi la laboron de la termopar cirkviton.

Varioj krucvojo termopares

Moderna industrio produktas plurajn dezajnojn, kiuj estas uzataj en la fabrikado de termopares:

• malfermita krucvojo;

• Izolita krucvojo;

• a fundamentita krucvojo.

termopares trajto de la malferma junto estas malriĉa rezisto al eksteraj influoj.

La jenaj du tipoj de strukturoj povas esti uzata en mezurado temperaturoj en malamikaj medioj, povas havi efektojn devastadores sur kontakton paro.

Cetere, aktuale la industrio estas evoluiganta cirkvitoj sur semikonduktaĵo termopares produktado teknologioj.

mezurado eraro

Precizeco de temperaturo karakterizaĵoj akiritaj termopar dependas de la materialo de la kontakto grupo, kaj ankaŭ eksteraj faktoroj. Tiu lasta inkludas la premo, la fona radiado aŭ aliaj kialoj kiuj povas tuŝi la fizikaj kaj kemiaj ecoj de metaloj, kio faras kontaktojn.

Precizeco de mezuro konsistas el la sekvaj partoj:

• hazardaj eraro kaŭzita de la termopar fabrikado trajtoj;

• eraro kaŭzita de temperaturo malobservo "malvarma" kontakton;

• eraro, la causante ke servis kiel ekstera bruo;

• kontrolo aparato eraron.

La avantaĝoj de uzi termopares

La avantaĝoj de uzi tiaj aparatoj por temperaturo kontrolo, sendepende de la apliko, estas:

• granda breĉo indikiloj kiu povas gravurita de termopar;

• spike termopar, kiu estas rekte implikita en la forigo de legadoj povas meti en rekta kontakto kun la mezura punkto;

• simpla procezo de fabrikado termopares, ilia forto kaj fortikeco de operacio.

Malavantaĝoj de la temperaturo mezurado uzante termopar

La malavantaĝoj de apliki termopares inkludas:

• La bezono kontinue monitoras la temperaturo de "malvarma" termopar kontakto. Jen karakteriza trajto de la dezajno de instrumentoj de mezuro, kiu estas bazita sur la termopar. La principo de operacio de la skemo mallarĝiĝas lia medio. Ili povas esti uzita nur se la ĉirkaŭa temperaturo estas sub la temperaturo ĉe la mezura punkto.

• Malobservo de la interna strukturo de metaloj uzitaj en la fabrikado de la termopar. La fakto estas ke pro la ekstera medio kontaktoj perdas ilian unuformeco, kio kaŭzas erarojn en la temperaturo legadoj produktitaj.

• Dum la mezurado de la termopar kontakton grupo estas kutime elmontritaj al malfavoraj mediaj influoj, kiuj kaŭzas tumultojn en operacio. Tiu denove postulas la stampita de la kontaktoj, kio kaŭzas plian vivtenado kostoj de sensores.

• Ekzistas danĝero de malkovro al elektromagnetaj ondoj de termopar kies konstruo provizas longan kontakton grupo. Ĝi ankaŭ povas influi la rezultojn de mezuroj.

• En iuj kazoj, la malobservo okazas lineara interrilato inter elektra kurento levitaj en la termopar kaj la temperaturo en la mezurado ejo. Tiu situacio postulas calibración kontrolo aparato.

konkludo

Malgraŭ liaj difektoj, la metodo de mezurado de temperaturo per termopares, kiu estis unue inventita kaj provitaj en la 19-a jarcento, trovis lian larĝan aplikon en ĉiuj branĉoj de la moderna industrio.

Cetere, ekzistas aplikoj kie la uzo de termopares estas la sola maniero de akiri la temperaturo datumoj. Kaj legis tiun materialon, vi adekvate komprenas la bazajn principojn de lia laboro.