Termoelement: prinsippet for operasjonen, anordningen

Det er et stort utvalg av anordninger og mekanismer for å måle temperaturen. Noen av dem er brukt i hverdagen, noen - for en rekke fysiske undersøkelser, i industriprosesser og andre næringer.

En slik anordning er et termoelement. Prinsippet for driften av anordningen, og kretsen vil bli diskutert i de følgende avsnitt.

Den fysiske grunnlag av termo verk

Driftsprinsippet som gir termoelementer er basert på de vanlige fysiske prosesser. For første gang den virkning, på grunnlag av hvilken apparatet er i drift, er blitt undersøkt av den tyske forsker Thomas Seebeck.

Essensen av fenomenet, som har termo handlingen prinsipp som følger. I den lukkede elektriske krets som består av to forskjellige typer av ledere, når de utsettes for visse oppstår omgivelsestemperatur elektrisitet.

Det resulterende elektriske strøm og den omgivende temperatur som opptrer på lederne er i lineær avhengighet. Det vil si, jo høyere temperaturen er, desto større den elektriske strømmen som genereres av et termoelement. Og basert på dette prinsippet om drift av termo og motstand termometer.

Hvor én av termoelementet kontakt er ved punktet hvor det er nødvendig å måle temperaturen, kalles det "varme". Den andre kontakt, med andre ord - "kald" - i motsatt retning. Søknad for måling av termoelementer tillates bare i det tilfelle når temperaturen i rommet er lavere enn målestedet.

En slik kortslutning drift av termoelementet, drifts-prinsippet. Typer termoelementer vil bli diskutert i neste avsnitt.

typer termo

I hver industrien, hvor temperaturmålingene er nødvendig, som hovedsakelig brukes termoelement. Anordningen og driften av forskjellige typer enheter er vist nedenfor.

Aluminium-Chromel termo

Disse termoelementer skjemaet som brukes i de fleste tilfeller å fremstille en rekke sensorer og sonder som gjør det mulig temperaturkontroll i industriell produksjon.

Deres karakteristiske trekk er relativt lav pris og et enormt utvalg av den målte temperaturen. De gjør det mulig å fastsette temperatur på fra -200 til 13 000 grader Celsius.

Det er uhensiktsmessig å bruke et termoelement med lignende legeringer i butikker og med høyt svovelinnhold gjenstander i luften, fordi dette grunnstoff ugunstig påvirker både krom og aluminium, forårsaker forstyrrelser i funksjonering av anordningen.

Krom-Copel termo

Prinsippet for virkningen av termoelementet, kontaktgruppen som er sammensatt av disse legeringer er den samme. Men disse enhetene operere stort sett i væske- eller gassmiljø med nøytrale, ikke-korrosive egenskaper. Den øvre temperaturindikatoren ikke overstiger 8000 grader Celsius.

Anvendbare slike termoelement, som bruker prinsippet for operasjon tillater det å etablere graden av oppvarming av en hvilken som helst overflate, for eksempel for å detektere temperaturen i åpen herdovn eller andre tilsvarende konstruksjoner.

Iron-constantan termo

Denne kombinasjonen av kontakter i termoelementet er ikke så vanlig som den første av de arter som skal behandles. Driftsprinsippet for termoelementer er den samme, men denne kombinasjon gir godt i fortynnede atmosfære. Den maksimale nivået måler temperaturen bør ikke overstige 12 500 grader Celsius.

Men hvis temperaturen begynner å stige over 7000 grader, er det fare for brudd på målenøyaktighet på grunn av endringer i fysiske og kjemiske egenskaper av jern. Det er også tilfeller korrosjon av jernkontakttermoelement i nærvær av omgivende vanndamp.

Platina-platina- termo

Den mest kostbare i fremstilling av termoelementer. Prinsippet ved operasjonen er den samme, men det er forskjellig fra deres motstykker meget stabile og pålitelige temperaturmålinger. Den har en redusert følsomhet.

De viktigste anvendelser av disse enhetene - måling av høye temperaturer.

Tungsten-rhenium termo

Det er også brukt for å måle svært høye temperaturer. Den maksimale grensen, som kan låses ved hjelp av kretsen når 25 tusen grader Celsius.

Deres bruk krever overholdelse av visse vilkår. Således, i løpet av temperaturmåling er nødvendig for å fullstendig eliminere den omgivende atmosfære, noe som har en negativ innvirkning på pinnene oksidasjonsprosessen.

For dette wolfram-rhenium termoelement er vanligvis plassert i hus som er fylt med en inert gass beskytte sine elementer.

Over hver eksisterende termoelement ble undersøkt, idet apparatet er prinsippet om det, avhengig av de anvendte legeringer. Nå ser på noen av designelementer.

bygging av termo

Det finnes to hovedtyper av termo design.

• Med anvendelse av det isolerende lag. Denne utformingen gir for termomanøveranordningen isolasjonssjikt av elektrisk strøm. En slik ordning tillater bruk av et termoelement i prosessen uten isolering fra bakken inngang.

• Uten bruk av det isolerende lag. Slike termoelementer kan koples bare til målekretsene, hvis innganger som ikke har noen kontakt med bakken. Hvis denne betingelsen ikke er oppfylt, idet anordningen er det to uavhengige lukket krets, hvorved målingene som oppnås ved hjelp av termoelementet ikke vil være nøyaktig.

Kjører termo og dens anvendelse

Det er en egen art av denne enheten, referert til som "reiser". Prinsippet om drift av et omreisende termo vi nå vurdere nærmere.

Denne utformingen er i hovedsak brukt for å bestemme temperaturen av stålemnet i løpet av sin behandling i dreiing, fresing og andre slike maskinering.

Det bør bemerkes at i dette tilfelle mulig å anvende en konvensjonell termoelement, men hvis fremstillingsprosessen krever høy presisjon temperaturkontroll, et termoelement i gang understrekes nok.

Når denne metoden brukes til arbeidsstykket i forkant av dens kontaktelementer er forseglet. Deretter, i behandlingen av emnet, disse kontaktene er kontinuerlig eksponert til arbeidsredskapet eller annen verktøymaskiner, hvorved krysset (som er den viktigste element ved fjerning temperaturkarakteristikker) som det "går" over kontakter.

Denne effekten er mye brukt i metallindustrien.

Teknologiske egenskapene til termo design

Ved fremstilling av arbeids pigg termo krets er laget av to metallkontakter som er kjent for å være laget av forskjellige materialer. Krysset kalles "veikryss".

Det skal bemerkes at fremstilling av forbindelsen eventuelt via pigger. Bare vri sammen to kontakter. Men en slik fremstillingsmetode ikke vil ha en tilstrekkelig grad av pålitelighet, og kan også gi feil ved å fjerne de temperaturegenskaper.

Hvis du trenger høy temperaturmåling, er loddemetall erstattet med deres sveising. Dette skyldes det faktum at i de fleste tilfeller, lodde brukt ved forbindelse, har et lavt smeltepunkt og blir ødelagt når det blir overskredet.

Ordningen, ved fremstillingen er anvendt sveising er blitt påført, kan motstå et bredt temperaturområde. Men denne metode for forbindelse har sine ulemper. Den indre struktur av metallet når det utsettes for høy temperatur under sveisingen kan endre seg, noe som vil påvirke kvaliteten av dataene.

Videre bør det overvåke statusen til de termo kontakter i løpet av sin drift. Således er det mulig å endre egenskapene av metaller i kretsen på grunn av aggressive miljømessige påvirkninger. Oksidasjon kan forekomme eller diffundering av materialer. I en slik situasjon er det nødvendig å erstatte arbeidet i termokretsen.

Varianter junction termo

Moderne industri produserer flere utførelser, som anvendes ved fremstilling av termoelementer:

• åpen kopling;

• Isolert krysset;

• en jordet veikryss.

termoelementer trekk ved åpen kopling er dårlig motstand mot ytre påvirkninger.

De følgende to typer konstruksjoner kan anvendes i måling av temperaturer i vanskelige miljøer, kan ha ødeleggende effekt på kontaktsett.

Videre tiden bransjen utvikler kretser på halvledertermoproduksjonsteknologier.

målefeil

Nøyaktigheten av temperaturkarakteristikker oppnådd ved et termoelement er avhengig av materialet i kontaktgruppen, så vel som eksterne faktorer. Den sistnevnte omfatter det trykk, den bakgrunnsstråling eller andre årsaker som kan påvirke de fysikalske og kjemiske egenskaper til metaller, som gjør kontakter.

Målenøyaktighet består av følgende komponenter:

• tilfeldige feil forårsaket av termoelementet produksjonsfunksjoner;

• feil forårsaket av temperatur brudd "kald" kontakt;

• feil, årsaken til som tjente som bakgrunnsstøy;

• styreapparatur feil.

Fordelene ved å anvende termoelementer

Fordelene ved bruk av slike anordninger for temperaturkontroll, uavhengig av anvendelsen, er:

• store gapindikatorer som kan tas opp av et termoelement;

• spike termoelement, som er direkte involvert i fjerning av avlesninger kan plasseres i direkte kontakt med målestedet;

• enkel fremgangsmåte for fremstilling av termoelementer, sin styrke og holdbarhet av drift.

Ulemper ved temperaturmåling ved hjelp av et termoelement

Ulempene ved å anvende termoelementer omfatter:

• Behovet for å kontinuerlig overvåke temperaturen i "kald" termokontakt. Dette er et karakteristisk trekk ved konstruksjonen av måleinstrumenter, som er basert på termoelementet. Prinsippet for virkemåten av ordningen begrenser dens omfang. De kan bare brukes hvis lufttemperaturen er lavere enn temperaturen på målestedet.

• Brudd på den indre struktur av metallene som anvendes i fremstillingen av termoelementet. Faktum er at på grunn av det ytre miljø kontaktene mister sin ensartethet, noe som fører til feil i temperaturmålingene produsert.

• Under målingen av termokontaktgruppen er vanligvis utsatt for uheldige påvirkninger fra omgivelsene, noe som fører til forstyrrelser i driften. Dette krever igjen at forsegling av kontaktene, noe som fører til ytterligere vedlikeholdskostnader for slike følere.

• Det er en fare for eksponering for elektromagnetiske bølger ved et termoelement hvis konstruksjon gir en lang kontakttid gruppe. Det kan også påvirke resultatene av målingene.

• I noen tilfeller skjer bruddet et lineært forhold mellom elektrisk strøm som oppstår i termoelementet, og temperaturen på målestedet. Dette krever en kalibreringsreguleringsapparat.

konklusjon

Til tross for sine mangler, metoden for måling av temperatur med termoelementer, som først ble oppfunnet og testet i det 19. århundre, funnet sin brede anvendelse i alle grener av moderne industri.

Videre er det finnes anvendelser hvor bruken av termoelementer er den eneste måten å skaffe temperaturdataene. Og lese dette materialet, du tilstrekkelig forstår de grunnleggende prinsippene i sitt arbeid.