Termoparell: el principi de funcionament, el dispositiu

Hi ha una àmplia varietat de dispositius i mecanismes per mesurar la temperatura. Alguns d'ells s'utilitzen en la vida diària, alguns - per a una varietat de la investigació física, en els processos industrials i altres indústries.

Un d'aquests dispositius és un termoparell. El principi de funcionament del dispositiu i el circuit serà discutit en les seccions següents.

La base física de les obres de termoparell

El principi de funcionament dels termoparells es basa en els procediments físics habituals. Per primera vegada l'efecte, sobre la base dels quals opera la unitat, ha estat investigat pel científic alemany Thomas Seebeck.

L'essència del fenomen, que sosté el principi d'acció del termoparell de la següent manera. En el circuit elèctric tancat que consta de dos tipus diferents de conductors, quan s'exposen a certes sorgeix electricitat temperatura ambiental.

El corrent elèctric resultant i la temperatura ambient que actua sobre els conductors estan en dependència lineal. És a dir, com més gran sigui la temperatura, més gran és el corrent elèctric generat per un termoparell. I en base a aquest principi de funcionament del termoparell i la resistència del termòmetre.

On un dels contactes de termoparell està en el punt on cal mesurar la temperatura, s'anomena "calent". El segon contacte, en altres paraules - "fred" - en la direcció oposada. Aplicació per al mesurament dels termoparells permeses només en el cas quan la temperatura ambient és menor que el lloc de mesurament.

Tal operació de curtcircuit del termoparell, el principi de funcionament. Tipus de termoparells es discutiran en la següent secció.

tipus de termoparells

A cada indústria, on es requereixen els mesuraments de temperatura, que és útil sobretot termoparell. L'aparell i el funcionament dels diversos tipus d'unitat es mostren a continuació.

termoparell d'alumini-Chromel

Aquests termoparells esquema utilitzat en la majoria dels casos per produir una varietat de sensors i sondes que permeten el control de temperatura en la producció industrial.

La seva característica distintiva és el preu relativament baix i una àmplia gamma de la temperatura mesura. Ells permeten fixar temperatura de -200 a 13 000 graus Celsius.

És inadequat utilitzar un termoparell per a aliatges similars en botigues i objectes alt contingut de sofre en l'aire, ja que aquest element químic afecta negativament tant el crom i alumini, causant pertorbacions en el funcionament del dispositiu.

termoparell Chromel-Copel

El principi d'acció del termoparell, el grup de contacte que es compon d'aquests aliatges és la mateixa. Però aquests dispositius operen principalment en medi líquid o gasós que té propietats neutres, no corrosius. L'indicador de temperatura superior no excedeixi de 8.000 graus Celsius.

Aplicables tals termoparell, que utilitzen el principi de l'operació li permet establir el grau d'escalfament de qualsevol superfície, per exemple, per detectar la temperatura de forn de solera oberta o qualssevol altres estructures similars.

termoparell de ferro-constantan

Aquesta combinació de contactes en el termoparell no és tan comú com el primer de l'espècie en estudi. El principi de funcionament dels termoparells és el mateix, però aquesta combinació va funcionar bé en l'atmosfera enrarida. Les mesures de nivell màxim i la temperatura no ha de superar els 12.500 graus centígrads.

No obstant això, si la temperatura comença a elevar-se per sobre de 7000 graus, hi ha una violació risc de precisió del mesurament causa de canvis en les propietats físiques i químiques del ferro. Hi ha fins i tot casos corrosió del termoparell de contacte de ferro en presència de vapor d'aigua ambient.

termoparells Platinum-platí

El més car en la fabricació de termoparells. El principi de funcionament és el mateix, però és diferent de les seves contraparts lectures de temperatura molt estable i fiable. Té una sensibilitat reduïda.

Les principals aplicacions d'aquests dispositius - el mesurament d'altes temperatures.

termoparell de tungstè-reni

També s'utilitza per al mesurament de temperatures molt altes. El límit màxim que pot ser bloquejat per mitjà del circuit arriba als 25 mil graus Celsius.

El seu ús requereix el compliment de certes condicions. Així, durant temperatura és necessari el mesurament d'eliminar completament l'atmosfera circumdant, que té un impacte negatiu sobre els passadors en el procés d'oxidació.

Per aquesta tungstè-reni termoparell en general es col·loca en allotjaments plens d'un gas inert per protegir els seus elements.

Per sobre de cada termoparell existent va ser examinat, l'aparell, el principi que, depenent dels aliatges utilitzades. Ara mira a algunes de les característiques de disseny.

construcció de termoparells

Hi ha dos tipus principals de dissenys termoparells.

• Amb l'aplicació de la capa aïllant. Aquest disseny proporciona per al funcionament del termoparell capa d'aïllament dispositiu pel corrent elèctric. Tal esquema permet l'ús d'un termoparell en el procés sense aïllament de l'entrada de la planta.

• Sense l'ús de la capa aïllant. Tals termoparells només poden connectar-se als circuits de mesurament, les entrades de les quals no tenen cap contacte amb el terra. Si no es compleix aquesta condició, el dispositiu hi ha dos circuit tancat independent, de manera que les lectures obtingudes usant el termoparell no serà exacta.

Execució de termoparell i la seva aplicació

Hi ha una espècie separada d'aquest dispositiu, conegut com "viatjar". El principi de funcionament d'un termoparell itinerant que ara considerem amb més detall.

Aquest disseny és útil sobretot per a la determinació de la temperatura de la palanquilla d'acer durant el seu processament en tornejat, fresat i un altre tals mecanitzat.

Cal assenyalar que en aquest cas possible l'ús d'un termoparell convencional, però, si el procés de fabricació requereix el control de temperatura d'alta precisió, un termoparell en funcionament exagerar.

En aplicar aquest mètode per a la peça de treball abans dels seus elements de contacte està segellat. Llavors, en el processament de la palanquilla, aquests contactes estan exposats contínuament a l'eina de treball o una altra màquina eina, amb la qual cosa la unió (que és l'element principal durant característiques de temperatura d'eliminació) a mesura que "corre" dels contactes.

Aquest efecte s'utilitza àmpliament en la indústria del metall.

característiques tecnològiques dels dissenys termoparells

En la fabricació de circuit de bec termoparell de treball està feta de dos contactes metàl·lics que se sap que estan fets de materials diferents. La unió es diu "unió".

Cal assenyalar que fent que el compost opcionalment per mitjà d'espigues. Només has de girar junts dos contactes. No obstant això, un tal mètode de fabricació no tindrà un nivell suficient de fiabilitat, i també pot proporcionar error quan l'eliminació de les característiques de temperatura.

Si necessita un mesurament d'alta temperatura, el metall de soldadura es substitueix amb la seva soldadura. Això és a causa del fet que en la majoria dels casos, la soldadura utilitzada en la connexió, té un punt de fusió baix i es destrueix quan s'excedeix el seu nivell.

Esquema, la fabricació de què s'ha aplicat la soldadura, pot suportar un ampli rang de temperatures. Però aquest mètode de connexió té els seus inconvenients. L'estructura interna del metall amb l'exposició a alta temperatura durant la soldadura pot canviar, el que afectarà a la qualitat de les dades.

D'altra banda, s'ha de controlar l'estat dels contactes del termoparell en el curs del seu funcionament. Per tant, és possible canviar les característiques de metalls al circuit a causa de les influències ambientals agressives. L'oxidació pot ocórrer o interdifusión dels materials. En aquesta situació, cal substituir el treball del circuit de termoparell.

Varietats termoparells d'unió

La indústria moderna produeix diversos dissenys, que s'utilitzen en la fabricació de termoparells:

• unió oberta;

• unió amb aïllament;

• una unió a terra.

termoparells característica de la unió oberta és pobre resistència a les influències externes.

Els següents dos tipus d'estructures es poden utilitzar en el mesurament de temperatures en ambients hostils, pot tenir efectes devastadors sobre parell de contactes.

D'altra banda, en l'actualitat la indústria està desenvolupant circuits en les tecnologies de producció de semiconductors termoparells.

error de mesurament

L'exactitud de les característiques de temperatura obtinguts per un termoparell depèn del material del grup de contacte, així com factors externs. Aquests últims inclouen la pressió, la radiació de fons o per altres raons que puguin afectar a les propietats físiques i químiques dels metalls, que fan contactes.

Precisió del mesurament consisteix en els següents components:

• error aleatori causat per les característiques de fabricació de termoparell;

• error causat per la temperatura violació contacte "fred";

• error, la causa que va servir com a soroll extern;

• error aparell de control.

Els avantatges d'utilitzar termoparells

Els avantatges d'utilitzar aquests dispositius per al control de temperatura, independentment de l'aplicació, són:

• grans indicadors de la bretxa que es poden gravar per un termoparell;

• pic termoparell, que està directament implicat en l'eliminació de les lectures es poden posar en contacte directe amb el punt de mesurament;

• simple procés de termoparells de fabricació, la seva resistència i durabilitat de l'operació.

Desavantatges del mesurament de la temperatura utilitzant un termoparell

Els desavantatges de l'aplicació de termoparells inclouen:

• La necessitat de monitoritzar contínuament la temperatura de contacte termoparell "fred". Aquesta és una característica distintiva del disseny dels instruments de mesura, que es basen en el termoparell. El principi de funcionament del sistema es redueix el seu abast. Es poden fer servir només si la temperatura ambient és inferior a la temperatura en el punt de mesurament.

• Violació de l'estructura interna dels metalls utilitzats en la fabricació del termoparell. El fet és que, a causa del entorn extern contactes perden la seva uniformitat, el que provoca errors en les lectures de temperatura produïdes.

• Durant el mesurament del grup de contacte termoparell generalment està exposada a influències ambientals adverses, el que provoca pertorbacions en el funcionament. Això requereix de nou el segellat dels contactes, el que provoca costos de manteniment addicionals de tals sensors.

• Hi ha el perill de l'exposició a les ones electromagnètiques per un termoparell la construcció proporciona un grup de contacte de llarg. També pot afectar els resultats dels mesuraments.

• En alguns casos, la violació es produeix una relació lineal entre el corrent elèctric que sorgeix en el termoparell i la temperatura en el lloc de mesurament. Aquesta situació requereix un aparell de control de calibratge.

conclusió

Malgrat les seves deficiències, el mètode de mesurament de la temperatura amb termoparells, que va ser inventat i provat en el segle 19 primer, que es troba la seva àmplia aplicació en totes les branques de la indústria moderna.

D'altra banda, hi ha aplicacions en les que l'ús de termoparells és l'única forma d'obtenir les dades de temperatura. I llegir aquest material, s'entén adequadament els principis bàsics de la seva feina.