Termopara: zasada działania, urządzenie

Istnieje szeroka gama urządzeń i mechanizmów do pomiaru temperatury. Niektóre z nich są używane w codziennym życiu, niektóre – z różnych badań fizycznych, w procesach przemysłowych i innych gałęziach przemysłu.

Jednym z takich urządzeń jest termopara. Zasada działania urządzenia i obwodu zostaną omówione w następnych rozdziałach.

Fizyczne podstawy termopary prac

Zasada działania opiera się na termopar zwykłych procesów fizycznych. Po raz pierwszy efekt, na podstawie których jednostka prowadzi działalność, został zbadany przez niemieckiego naukowca Thomas Seebeck.

Istotą tego zjawiska, która posiada termopary zasadę działania w sposób następujący. W zamkniętej obwód elektryczny składający się z dwóch różnych rodzajów przewodów, przy ekspozycji w pewnych powstaje prąd temperatura otoczenia.

Uzyskany prąd elektryczny, a temperatura otoczenia działające na przewody są w zależności liniowej. Oznacza to, że im wyższa temperatura, tym większy jest prąd elektryczny generowany przez termoparę. I na podstawie tej zasady działania termometru termopary i oporu.

Przy czym jeden z termopary kontaktowej znajduje się w miejscu, gdzie jest to konieczne, w celu pomiaru temperatury, jest nazywany „gorącym”. Drugiego, innymi słowy – „zimnej” – w przeciwnym kierunku. Zastosowanie pomiaru termopary dopuszczalne jedynie w przypadku, gdy temperatura otoczenia jest niższa od miejsca pomiaru.

Taka operacja krótki obwód termopary, zasady działania. Typy termopar zostaną omówione w następnym rozdziale.

rodzaje termoelementów

W każdej branży, w których wymagane są pomiary temperatury, głównie termopary. Urządzenie i działanie różnych typów urządzenia są przedstawione poniżej.

Aluminiowo-Chromel termoelement

Te schemat termopary używane w większości przypadków w celu wytworzenia różnych czujników i sond, które umożliwi kontrolę temperatury w produkcji przemysłowej.

Ich charakterystyczną cechą jest stosunkowo niska cena i duży zakres od zmierzonej temperatury. Pozwalają one ustalić temperaturę od -200 do 13 000 stopni Celsjusza.

Jest to niewłaściwe użycie termopary podobnych stopów w sklepach i obiektach wysokiej zawartości siarki w powietrzu, ponieważ ten pierwiastek niekorzystnie wpływa zarówno na chrom i aluminium, co powoduje zakłócenia w funkcjonowaniu urządzenia.

Chromel-Copel termoelement

Zasada działania termopary, grupa kontaktowa, która składa się z tych stopów jest taka sama. Jednak urządzenia te działają głównie w środowisku ciekłym lub gazowym mający właściwości obojętnych, nie powodujące korozji. Wskaźnik temperatury górnej nie przekracza 8000 stopni Celsjusza.

Zastosowanie tego rodzaju termoparę, wykorzystujące zasadę działania pozwala na ustalenie stopnia ogrzewania każdej powierzchni, na przykład, do pomiaru temperatury w otwartym piecu martenowskim lub innych podobnych konstrukcji.

Iron-konstantan termoelement

To połączenie styków w termoparę nie jest tak powszechne, jak pierwszy z gatunku pod uwagę. Zasada działania jest taka sama termopar, ale ta kombinacja dobre wyniki w rozrzedzonej atmosferze. Maksymalne środki poziom temperatury nie powinna być większa niż 12,500 stopni Celsjusza.

Jednak, gdy temperatura zaczyna rosnąć powyżej 7000 stopni, istnieje ryzyko naruszenia dokładności pomiaru ze względu na zmiany właściwości fizycznych i chemicznych żelaza. Są nawet przypadków korozji stykowej termopary żelazo, w obecności pary wodnej otoczenia.

Termopary platyny platyny

Najbardziej kosztowny w produkcji termoelementów. Zasada działania jest taka sama, ale różni się od ich odpowiedników bardzo stabilne i niezawodne odczyty temperatury. Ma obniżoną wrażliwość.

Główne zastosowania tych urządzeń – pomiaru wysokich temperatur.

Wolfram-ren termopary

Jest również stosowany do pomiaru bardzo wysokich temperatur. Maksymalnego limitu, który może być zamknięty za pomocą układu wynosi 25 tysięcy stopni Celsjusza.

Ich stosowanie wymaga spełnienia pewnych warunków. Tak więc, podczas pomiaru temperatury jest niezbędne całkowite wyeliminowanie otaczającej atmosfery, co ma negatywny wpływ na kołkach w procesie utleniania.

Do tego wolframu, renu termopary jest zwykle umieszczone w obudowie wypełniona gazem obojętnym zabezpieczającej ich elementów.

Nad każdym istniejącym termopara zbadano, urządzenie, zasada to w zależności od użytych stopów. Teraz spojrzeć na niektóre z cech konstrukcyjnych.

Konstrukcja termopar

Istnieją dwa główne typy termopar wzorów.

• Dzięki zastosowaniu warstwy izolacyjnej. Taka konstrukcja zapewnia operacyjnego termopara warstwy izolacyjnej urządzenie prądem elektrycznym. Taki system pozwala na korzystanie z termoparą w procesie bez izolacji od wejścia gruntu.

• Bez użycia warstwy izolacyjnej. Takie termopary może być podłączony tylko do obwodów pomiarowych, wejść, które nie mają kontaktu z podłożem. Jeśli ten warunek nie jest spełniony, urządzenie istnieją dwa niezależne obieg zamknięty, przy czym odczyty uzyskane przy użyciu termopary nie będą dokładne.

Uruchamianie termopary i jego zastosowanie

Istnieje osobny gatunek tego urządzenia, określanego jako „podróży”. Zasada działania podróżującego termopary Rozważymy teraz bardziej szczegółowo.

Ten wzór jest stosowany przede wszystkim do oznaczania temperatury kęsa stali podczas przetwarzania w toczenie, mielenie i inne tego typu obróbki.

Należy zauważyć, że w tym przypadku jest możliwe zastosowanie konwencjonalnego termoparę, jednak, jeśli proces wytwarzania wymaga wysokiej precyzji kontroli temperatury, termopara uruchomiony mocno podkreślić.

Przy stosowaniu tej metody do obrabianego materiału przed jego elementów stykowych jest uszczelniony. Następnie w obróbki kęsa, styki te są stale narażone na narzędzia do pracy lub innym obrabiarki, przy czym węzeł (który jest głównym elementem podczas charakterystyki temperatury usunięcie) jako „biegnie” styki.

Efekt ten jest szeroko stosowany w przemyśle metalowym.

Cechy technologiczne termopar wzorów

W produkcji pracy obwodu kolec termopary jest wykonany z dwóch metalowych styków, które wiadomo, że są wykonane z różnych materiałów. Węzeł jest nazywany „skrzyżowanie”.

Należy zauważyć, że, że związek ewentualnie przez kolce. Wystarczy przekręcić razem dwa kontakty. Ale taka metoda produkcji nie będą mieli wystarczającego poziomu niezawodności, a także może dostarczyć błąd podczas zdejmowania charakterystyk temperaturowych.

Jeśli potrzebujesz pomiar wysokiej temperaturze lutowania metali jest zastąpiona ich spawanie. Wynika to z faktu, że w większości przypadków stosuje się połączenia lutowane, ma niską temperaturę topnienia i jest zniszczona po przekroczeniu jej poziom.

Schemat, których produkcja wymaga spawania były stosowane, są odporne na szeroki zakres temperatury. Ale ta metoda połączenia ma swoje wady. Wewnętrzna struktura metalu po wystawieniu na działanie wysokiej temperatury podczas spawania może się zmienić, co będzie miało wpływ na jakość danych.

Ponadto, należy monitorować stan termopary kontaktów w trakcie jego eksploatacji. Tak, to jest możliwe, aby zmienić właściwości metali w obwodzie ze względu na agresywne wpływy środowiska. Utlenianie może wystąpić lub wzajemna materiałów. W takiej sytuacji konieczne jest zastąpienie pracy obwodu termopary.

Odmiany termopary Junction

Nowoczesny przemysł produkuje kilka wzorów, które są wykorzystywane w produkcji termopar:

• otwarte skrzyżowanie;

• Izolowany skrzyżowanie;

• uziemiony skrzyżowanie.

Termopary cechą otwartym złączu jest niska odporność na działanie czynników zewnętrznych.

Dwa następujące typy struktur może być stosowany w temperaturach w trudnych warunkach pomiarowych, może mieć katastrofalne skutki dla pary kontaktowej.

Co więcej, obecnie przemysł rozwija się na technologii produkcji układów półprzewodnikowych termopary.

błąd pomiaru

Dokładność charakterystyki temperatury otrzymane za pomocą termopary w zależności od materiału, z grupy kontaktu, a także czynniki zewnętrzne. Te ostatnie obejmują ciśnienie, promieniowanie tła lub inne przyczyny, które mogą wpływać na właściwości fizyczne i chemiczne metali, które sprawiają, że styki.

Dokładność pomiaru składa się z następujących elementów:

• przypadkowy błąd spowodowany przez funkcje produkcyjne termopara;

• błąd spowodowany przez naruszenie temperatury „na zimno” do kontaktów;

• Błąd, przyczyną który służył jako hałasu zewnętrznego;

• Błąd urządzenie sterujące.

Korzyści wynikające z zastosowania termopary

Korzyści ze stosowania takiego urządzenia do regulacji temperatury, niezależnie od zastosowania, są następujące:

• duże wskaźniki luki, które mogą być rejestrowane za pomocą termopary;

• kolec termoelement, który jest bezpośrednio zaangażowany w celu usunięcia wyników może być umieszczony w bezpośrednim kontakcie z punktem pomiarowym;

• proste termopar wytwarzania, ich wytrzymałość i trwałość działania.

Wady pomiaru temperatury przy użyciu termopary

Wadami stosowania termopary obejmują:

• Konieczność ciągłego monitorowania temperatury „na zimno” kontakt termopary. Jest to charakterystyczna cecha konstrukcji przyrządów pomiarowych, które są oparte na termopary. Zasada działania systemu zawęża jego zakresu. Mogą być one stosowane tylko wtedy, gdy temperatura otoczenia jest niższa od temperatury w momencie pomiaru.

• Naruszenie wewnętrznej struktury metali stosowanych w wytwarzaniu termopary. Faktem jest, że ze względu na środowisko zewnętrzne styki tracą jednorodności, co powoduje błędy w odczytach temperatury produkowane.

• Podczas pomiaru grupy termopary kontaktowej zwykle narażone na niekorzystny wpływ na środowisko, co powoduje zakłócenia w działaniu. To znowu wymaga uszczelnienia styków, co powoduje dodatkowe koszty konserwacji tych czujników.

• Istnieje niebezpieczeństwo oddziaływania fal elektromagnetycznych przez termoparę, którego konstrukcja zapewnia długą grupę kontaktowych. Może również wpływać na wyniki pomiarów.

• W niektórych przypadkach występuje naruszenie liniowej zależności między prądem elektrycznym powstałych w termoparę i temperaturę w miejscu pomiaru. Sytuacja ta wymaga kalibracji aparatury sterującej.

wniosek

Mimo swoich wad, metoda pomiaru temperatury z termopary, który został wymyślony, testowane w 19 wieku, znalazł szerokie zastosowanie we wszystkich gałęziach nowoczesnego przemysłu.

Ponadto, istnieją zastosowania, w których stosowanie termopar jest jedynym sposobem na uzyskanie dane temperaturowe. I przeczytać ten materiał, to właściwie zrozumieć podstawowe zasady ich pracy.