Termoelemento: ang prinsipyo ng pagpapatakbo, ang aparato

May isang malawak na iba't-ibang ng mga device at mga mekanismo upang sukatin ang temperatura. Ang ilan sa kanila ay ginagamit sa araw-araw na buhay, ang ilang mga - para sa isang iba't ibang mga pisikal na pananaliksik, sa pang-industriya na proseso at iba pang mga industriya.

Isa tulad ng aparato ay isang termoelemento. Ang prinsipyo ng operasyon ng aparato at ang mga circuit ay tatalakayin sa susunod na seksyon.

Ang pisikal na batayan ng termoelemento gawa

Ang operating prinsipyo ng termoelemento ay batay sa karaniwang mga pisikal na mga proseso. Para sa unang pagkakataon ang epekto, sa batayan ng kung saan ang yunit nagpapatakbo, ay na-investigated sa pamamagitan ng Aleman siyentipiko Thomas Seebeck.

Ang kakanyahan ng hindi pangkaraniwang bagay, na humahawak ng termoelemento pagkilos prinsipyo tulad ng sumusunod. Sa closed electric circuit na binubuo ng dalawang magkaibang uri ng conductor, kapag nakalantad sa ilang environmental temperatura kuryente arises.

Ang resultang mga de-koryenteng kasalukuyang at ang ambient temperatura ay kumikilos sa conductors ay nasa linear pagpapakandili. Iyon ay, ang mas mataas ang temperatura, mas malaki ang mga de-koryenteng kasalukuyang na binuo ng isang termoelemento. At batay sa prinsipyo ng operasyon ng termoelemento at paglaban thermometer.

Na ito ang isa sa mga termoelemento contact ay sa punto kung saan ito ay kinakailangan upang masukat ang temperatura, ito ay tinatawag na "mainit." Ang ikalawang contact, sa ibang salita - "cold" - sa tapat ng direksyon. Application para sa pagsukat termoelemento pinapayagan lamang sa kaso kapag ang room temperatura ay mas mababa kaysa sa site ng pagsukat.

Tulad ng isang maikling circuit operasyon ng termoelemento, ang operating prinsipyo. Mga uri ng termoelemento tatalakayin sa susunod na seksyon.

uri ng termoelemento

Sa bawat industriya, kung saan ang mga sukat ng temperatura ay kinakailangan, higit sa lahat na ginagamit termoelemento. Ang patakaran ng pamahalaan at operasyon ng iba't ibang uri ng unit ay ipinapakita sa ibaba.

Aluminum-Chromel termoelemento

Ang mga thermocouples schema na ginagamit sa karamihan ng mga kaso upang makabuo ng isang iba't ibang mga sensor at probes na paganahin temperatura kontrol sa pang-industriyang produksyon.

Ang kanilang natatanging tampok ay ang relatibong mababa ang presyo at isang malaking hanay ng sinusukat temperatura. pinapayagan nila upang ayusin ang temperatura ng mula -200 sa 13 000 degrees Celsius.

Ito ay naaangkop upang gamitin ang isang termoelemento sa mga katulad na alloys sa mga tindahan at mga mataas na asupre bagay sa hangin, dahil ito uri ng sangkap kimiko adversely nakakaapekto sa parehong kromo at aluminum, na nagiging sanhi disturbances sa paggana ng aparato.

Chromel-Copel termoelemento

Ang prinsipyo ng pagkilos ng termoelemento, ang pangkat ng contact na kung saan ay binubuo ng mga alloys ay pareho. Ngunit ang mga aparatong ito gumana karamihan sa mga likido o puno ng gas na kapaligiran sa pagkakaroon ng kinikilingan, non-kinakaing unti-unti properties. Ang nasa itaas na temperatura tagapagpahiwatig ay hindi lalampas sa 8000 degree Celsius.

Naaangkop tulad termoelemento, na gumagamit ng prinsipyo ng operasyon ay nagpapahintulot ito upang maitaguyod ang antas ng heating ng anumang ibabaw, hal, para sa tiktik ang temperatura ng bukas apuyan pugon o anumang iba pang mga katulad na istruktura.

Iron-constantan termoelemento

Ang kumbinasyon ng mga contact sa termoelemento ay hindi bilang karaniwang bilang ang unang ng uri ng hayop sa ilalim ng pagsasaalang-alang. Ang operating prinsipyo ng termoelemento ay ang parehong, ngunit kumbinasyon na ito gumana nang maayos sa rarefied kapaligiran. Ang maximum na antas sumusukat sa temperatura ay hindi dapat lumampas sa 12,500 degrees Celsius.

Gayunpaman, kung ang temperatura ay nagsisimula sa tumaas sa itaas 7000 degrees, doon ay isang panganib na paglabag sa pagsukat kawastuhan dahil sa mga pagbabago sa pisikal at kemikal na mga katangian ng bakal. Meron ding kaso na kaagnasan ng bakal pakikipag-ugnay termoelemento sa presensya ng ambient tubig singaw.

Platinum-platinum termoelemento

Ang pinakamahal na sa paggawa ng mga thermocouples. Ang prinsipyo ng operasyon ay ang parehong, ngunit ito ay naiiba mula sa kanilang mga katapat napaka-matatag at maaasahang temperatura readings. Ito ay may isang pinababang sensitivity.

Ang pangunahing aplikasyon ng mga aparatong ito - pagsukat ng mataas na temperatura.

Tungsten-reniyum termoelemento

Ito ay ginagamit din para sa pagsukat ng mataas na temperatura. Ang pinakamataas na limitasyon na maaaring naka-lock sa pamamagitan ng circuit umabot sa 25 libong mga grado na Celsius.

Ang kanilang paggamit ay nangangailangan ng pagsunod sa ilang mga kundisyon. Kaya, sa panahon ng pagsukat ng temperatura ay kinakailangan upang ganap na puksain ang mga nakapalibot na kapaligiran, na kung saan ay may isang negatibong epekto sa mga pin sa proseso ng oksihenasyon.

Para ito Tungsten-reniyum termoelemento ay karaniwang inilalagay sa housings napuno ng isang tining gas pagprotekta ng kanilang mga sangkap.

Sa itaas ng bawat umiiral na termoelemento ay napagmasdan, ang patakaran ng pamahalaan, ang prinsipyo ng ito depende sa ginamit alloys. Ngayon ay tumingin sa ilan sa mga tampok ng disenyo.

konstruksiyon ng termoelemento

Mayroong dalawang pangunahing uri ng termoelemento disenyo.

• Gamit ang application ng insulating layer. disenyo na ito ay nagbibigay ng termoelemento operating aparato paghihiwalay layer sa pamamagitan ng electric kasalukuyang. Tulad ng isang pamamaraan ay nagbibigay-daan sa paggamit ng isang termoelemento sa proseso nang walang paghihiwalay mula sa entrance lupa.

• Nang walang ang paggamit ng insulating layer. Ang ganitong mga thermocouples ay maaaring lamang konektado sa pagsukat circuits, ang input ng kung saan ay walang mga contact na may sa lupa. Kung ang kundisyong ito ay hindi pa nakikilala, ang aparato mayroong dalawang independiyenteng closed circuit, kung saan ang pagbabasa nakuha gamit ang termoelemento ay hindi tumpak.

Pagpapatakbo ng termoelemento at application nito

May ay isang hiwalay na mga species ng aparatong ito, tinutukoy bilang "naglalakbay". Ang prinsipyo ng operasyon ng isang naglalakbay termoelemento tinatalakay natin nang mas detalyado.

Disenyo na ito ay higit sa lahat na ginagamit para sa pagpapasiya kung ang temperatura ng bakal kuwartel sa panahon ng kanyang pagpoproseso ng pag-on, nagpapaikut-ikot at iba pang tulad ng machining.

Dapat ito ay nabanggit na sa kasong ito posible na gamitin ang isang maginoo termoelemento, gayunpaman, kung ang manufacturing proseso ay nangangailangan ng mataas na katumpakan temperatura control, isang termoelemento tumatakbo overemphasized.

Kapag nag-aaplay ang pamamaraan na ito sa workpiece nang maaga ng kanyang mga elemento contact ay selyadong. Pagkatapos, sa pagpoproseso ng kuwartel, mga contact na ito ay patuloy nailantad sa ang nagtatrabaho tool o iba pang mga machine tool, kung saan ang kantong (na kung saan ay ang pangunahing sangkap sa panahon ng pag-alis temperatura katangian) na ito "tumatakbo" ng mga contact.

Ang epektong ito ay malawakang ginagamit sa industriya ng bakal.

Teknolohikal na mga tampok ng termoelemento disenyo

Sa paggawa ng nagtatrabaho spike termoelemento circuit ay gawa sa dalawang mga contact metal na kilala na isasagawa ng iba't ibang mga materyales. kantong ay tinatawag na "junction".

Dapat ito ay nabanggit na ang paggawa ng compound opsyonal sa pamamagitan ng spikes. Kailangan lang isalabid dalawang mga contact. Ngunit tulad ng isang manufacturing pamamaraan ay hindi magkaroon ng isang sapat na antas ng pagiging maaasahan, at maaari ring magbigay ng error kapag pag-alis ng mga katangian ng temperatura.

Kung kailangan mo ng mataas na temperatura pagsukat, paghihinang metal ay pinalitan ng kanilang mga hinang. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa karamihan ng mga kaso, ang panghinang na ginagamit sa koneksyon, ay may isang mababang temperatura ng pagkatunaw at ay nawasak kapag ang kanyang antas ay lumampas.

Scheme, ang paggawa ng kung saan welding ay na-apply, maaaring tumagal ng isang malawak na hanay ng temperatura. Ngunit ang paraan na ito ng koneksyon ay may drawbacks nito. Ang panloob na istraktura ng metal sa exposure sa mataas na temperatura sa panahon welding maaaring magbago, na kung saan ay makakaapekto sa kalidad ng mga data.

Dagdag pa rito, dapat itong subaybayan ang katayuan ng termoelemento mga contact sa kurso ng operasyon nito. Kaya, ito ay posible upang baguhin ang mga katangian ng metal sa circuit dahil sa agresibo kapaligiran impluwensya. Oksihenasyon ay maaaring mangyari o interdiffusion ng mga materyales. Sa ganitong sitwasyon ito ay kinakailangan upang palitan ang gawain ng termoelemento circuit.

Varieties kantong thermocouples

Modern industriya produces ilang mga disenyo, na kung saan ay ginagamit sa paggawa ng mga thermocouples:

• bukas na kantong;

• Insulated kantong;

• isang aral na mabuti junction.

thermocouples tampok ng open kantong ay mahirap paglaban sa mga panlabas na impluwensya.

Ang sumusunod na dalawang mga uri ng mga istraktura ay maaaring magamit sa pagsukat ng temperatura sa masungit kapaligiran, ay maaaring magkaroon ng nagwawasak epekto sa pares contact.

Dagdag pa rito, sa kasalukuyan ang industriya ay pagbuo ng circuits sa semiconductor teknolohiya thermocouples produksyon.

pagsukat error

Katumpakan ng temperatura katangian na nakuha ng isang termoelemento ay depende sa materyal ng grupo ng contact, pati na rin ang panlabas na mga kadahilanan. Kasama sa mga elementong ang presyon, ang background radiation o iba pang mga kadahilanan na maaaring makaapekto sa pisikal at kemikal na mga katangian ng metal, na kung saan gumawa ng mga contact.

Katumpakan ng pagsukat ay binubuo ng mga sumusunod na bahagi:

• random na error na sanhi ng mga tampok termoelemento manufacturing;

• error na dulot ng temperatura paglabag "cold" contact;

• error, ang dahilan ng kung saan ay nagsilbi bilang mga panlabas na ingay;

• control apparatus error.

Ang pakinabang ng paggamit ng termoelemento

Ang pakinabang ng paggamit ng naturang mga aparato para sa temperatura control, hindi alintana ang application, ay ang mga:

• malaking tagapagpabatid puwang na maaaring naitala sa pamamagitan ng isang termoelemento;

• makipaglaro termoelemento, na kung saan ay direktang kasangkot sa pag-alis ng pagbabasa ay maaaring nakaposisyon sa direct contact na may panukat na point;

• simpleng proseso ng pagmamanupaktura termoelemento, ang kanilang lakas at tibay ng operasyon.

Disadvantages ng temperatura pagsukat gamit ang isang termoelemento

Ang disadvantages ng paglalapat ng termoelemento ay kinabibilangan ng:

• Ang kailangan upang patuloy na masubaybayan ang temperatura ng "cold" termoelemento contact. Ito ay isang katangi-tangi tampok ng disenyo ng pagsukat ng mga instrumento, na kung saan ay batay sa mga termoelemento. Ang prinsipyo ng operasyon ng scheme nagpapaliit nito saklaw. Sila ay maaaring gamitin lamang kung ang ambient temperatura ay sa ibaba ang temperatura sa pagsukat point.

• Ang paglabag sa panloob na istraktura ng metal na ginamit sa paggawa ng termoelemento. Ang katotohanan ay na dahil sa ang mga panlabas na kapaligiran mga contact mawala ang kanilang pagkakapareho, na nagiging sanhi ng mga error sa mga temperatura pagbabasa nagawa.

• Sa panahon ng pagsukat ng grupo termoelemento contact ay karaniwang nakalantad sa salungat na kapaligiran impluwensya, na nagiging sanhi ng kaguluhan sa operasyon. Ito muli ay nangangailangan ng sealing ng mga contact, na nagiging sanhi ng mga karagdagang gastos maintenance ng naturang mga sensor.

• May ay isang panganib ng pagkakalantad sa electromagnetic waves sa pamamagitan ng isang termoelemento na ang konstruksiyon ay nagbibigay ng isang mahabang grupo ng contact. Maaari rin itong makaapekto sa mga resulta ng measurements.

• Sa ilang mga kaso, ang mga paglabag ay nangyari sa isang linear relasyon sa pagitan ng electric kasalukuyang na sanhi sa ang termoelemento at ang temperatura sa site pagsukat. Ang sitwasyon na ito ay nangangailangan ng isang pag-calibrate control patakaran ng pamahalaan.

konklusyon

Sa kabila ng kanyang mga pagkukulang, ang paraan ng pagsukat ng temperatura na may termoelemento, na kung saan ay unang imbento at nasubok sa 19th siglo, ang nahanap na ang kanyang malawak na application sa lahat ng mga sangay ng makabagong industriya.

Dagdag pa rito, mayroong umiiral ang mga aplikasyon kung saan ang paggamit ng termoelemento ay ang tanging paraan ng pagkuha ng data ng temperatura. At basahin ang materyal na ito, ikaw sapat na maunawaan ang mga pangunahing mga prinsipyo ng kanilang trabaho.