Thermocouple: il-prinċipju ta 'operazzjoni, l-apparat

Hemm varjetà wiesgħa ta 'mezzi u mekkaniżmi biex titkejjel it-temperatura. Xi wħud minnhom huma użati fil-ħajja ta 'kuljum, xi - għal varjetà ta' riċerka fiżika, fil-proċessi industrijali u industriji oħra.

Apparat wieħed bħal din hija ta 'termokoppja. Il-prinċipju ta 'operazzjoni tal-mezz u l-ċirkwit se jiġu diskussi fit-taqsimiet li ġejjin.

Il-bażi fiżika tax-xogħlijiet thermocouple

Il-prinċipju operattiv ta termokoppji hija bbażata fuq il-proċessi fiżiċi tas-soltu. Għall-ewwel darba l-effett, fuq il-bażi tagħhom l-unità topera, ġiet investigata mill-xjentist Ġermaniż Thomas Seebeck.

L-essenza tal-fenomenu, li żżomm il-prinċipju ta 'azzjoni thermocouple kif ġej. Fil-ċirkwit elettriku magħluq li jikkonsistu f'żewġ tipi differenti ta 'kondutturi, meta esposti għal ċerti tqum elettriku temperatura ambjentali.

Il-kurrent elettriku li tirriżulta u t-temperatura ambjentali li jaġixxi fuq il-kondutturi huma dipendenza lineari. Dan huwa, l-ogħla-temperatura, l-akbar il-kurrent elettriku ġenerat minn termokoppja. U bbażati fuq dan il-prinċipju ta 'operazzjoni ta' l-thermocouple u r-reżistenza termometru.

Fejn wieħed mill-kuntatt thermocouple huwa fil-punt fejn huwa meħtieġ li titkejjel it-temperatura, huwa msejjaħ "taħraq". It-tieni kuntatt, fi kliem ieħor - "kiesaħ" - fid-direzzjoni opposta. Applikazzjoni għal termokoppji permessi biss fil-każ kejl meta t-temperatura tal-kamra huwa inqas mill-sit kejl.

Tali operazzjoni short circuit tal-thermocouple, il-prinċipju operattiva. Tipi ta 'termokoppji se jiġu diskussi fit-taqsima li jmiss.

tipi ta 'thermocouples

F'kull industrija, fejn huma meħtieġa l-kejl tat-temperatura, prinċipalment użati thermocouple. L-apparat u t-tħaddim ta 'tipi varji ta' unità huma murija hawn taħt.

Aluminum-Chromel termokoppja

Dawn thermocouples schema użati f'ħafna każijiet li jipproduċu varjetà ta 'sensors u s-sondi li jippermettu kontroll tat-temperatura fil-produzzjoni industrijali.

Karatteristika distintiva tagħhom huwa l-prezz relattivament baxx u firxa enormi tat-temperatura mkejla. Dawn jippermettu li jiffissaw it-temperatura ta 'mill--200 sa 13 000 gradi Celsius.

Huwa xieraq li tintuża l b'termokoppja biex ligi simili fil-ħwienet u oġġetti għolja kubrit fl-arja, għaliex dan l-element kimiku jaffettwa ħażin kemm il-kromju u l-aluminju, li jikkawżaw tfixkil fil-funzjonament tal-mezz.

Chromel-Copel termokoppja

Il-prinċipju ta 'azzjoni ta' l-thermocouple, il-grupp ta 'kuntatt li huwa magħmul minn dawn ligi huwa l-istess. Iżda dawn il-mezzi joperaw l-aktar fl-ambjent likwida jew gassuża li newtrali, proprjetajiet mhux korrużivi. L-indikatur temperatura ta 'fuq ma taqbiżx 8000 grad Celsius.

thermocouple dawn applikabbli, li jużaw l-prinċipju ta 'operazzjoni jippermetti li jiġi konkluż li livell ta' tisħin ta 'kwalunkwe wiċċ, eż, għall-iskoperta it-temperatura tal-forn fuklar miftuħ jew kwalunkwe struttura oħra simili.

thermocouple Iron-constantan

Din il-kombinazzjoni ta 'kuntatti fil--thermocouple mhix kif komuni bħala l-ewwel tal-ispeċi li qed jiġu kkunsidrati. Il-prinċipju operattiv ta thermocouples huwa l-istess, iżda din il-kombinazzjoni marret tajjeb fl-atmosfera rarefied. Il-miżuri massimi livell it-temperatura ma għandhiex taqbeż 12,500 gradi Celsius.

Madankollu, jekk it-temperatura jibda biex jogħlew aktar 7000 gradi, hemm ksur riskju ta 'eżattezza tal-kejl minħabba bidliet fil-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tal-ħadid. Hemm każi anke korrużjoni tal-thermocouple kuntatt ħadid fil-preżenza ta 'water vapour fl-ambjent.

thermocouples Platinum il-platinu

L-aktar għoljin fil-manifattura ta thermocouples. Il-prinċipju ta 'operazzjoni huwa l-istess, iżda huwa differenti mill-kontropartijiet tagħhom qari ħafna stabbli u affidabbli temperatura. Hija għandha sensittività mnaqqsa.

L-applikazzjonijiet ewlenin ta 'dawn il-mezzi - kejl temperaturi għoljin.

thermocouple-tungstenu rhenium

Huwa wkoll użat għall-kejl temperaturi għoljin ħafna. Il-limitu massimu li jkun jista 'jissakkar permezz taċ-ċirkwit jilħaq 25 elf gradi Celsius.

L-użu tagħhom teħtieġ konformità ma 'ċerti kundizzjonijiet. Għalhekk, matul temperatura hija neċessarja kejl li telimina kompletament l-atmosfera tal-madwar, li għandha impatt negattiv fuq il-labar fil-proċess ta 'ossidazzjoni.

Għal dan-tungstenu renju termokoppja huwa ġeneralment mqiegħda fil housings mimlija bil-gass inert ħarsien elementi tagħhom.

Hawn fuq kull thermocouple eżistenti ġiet eżaminata, l-apparat, il-prinċipju ta 'dan jiddependi fuq il-ligi użati. Issa ħarsa lejn uħud mill-karatteristiċi tad-disinn.

kostruzzjoni ta 'termokoppji

Hemm żewġ tipi ewlenin ta 'disinji thermocouples.

• Bl-applikazzjoni tas-saff insulazzjoni. Dan id-disinn tipprevedi operattiva thermocouple saff iżolament mezz mill kurrent elettriku. Skema bħal din tippermetti l-użu ta 'thermocouple fil-proċess mingħajr iżolament mill-entratura art.

• Mingħajr l-użu tas-saff insulazzjoni. Tali thermocouples jistgħu jiġu konnessi biss mal-ċirkwiti kejl, l-inputs li m'għandhom ebda kuntatt mal-art. Jekk din il-kondizzjoni ma tiġix sodisfatta, l-apparat hemm żewġ b'ċirkwit magħluq indipendenti, fejn il-qari miksub bl-użu thermocouple mhux se tkun preċiża.

Running thermocouple u l-applikazzjoni tagħha

Hemm speċi separata ta 'dan il-mezz, imsejħa "jivvjaġġaw". Il-prinċipju ta 'operazzjoni ta' thermocouple jivvjaġġaw aħna issa tikkunsidra f'aktar dettall.

Dan id-disinn huwa prinċipalment użat għad-determinazzjoni tat-temperatura ta 'l-billetta azzar matul l-ipproċessar tagħha fil-tidwir, tħin u magni oħra bħal dawn.

Għandu jiġi nnutat li f'dan il-każ possibbli li jintuża thermocouple konvenzjonali, madankollu, jekk il-proċess tal-manifattura jitlob kontroll tat-temperatura preċiżjoni għolja, termokoppja tħaddim overemphasized.

Meta jiġi applikat dan il-metodu għall-biċċa tax-xogħol bil-quddiem ta 'elementi ta' kuntatt tagħha huwa ssiġillat. Imbagħad, fl-ipproċessar tal-billetta, dawn il-kuntatti huma kontinwament esposti għall-għodda tax-xogħol jew għodod tal-magni oħra, fejn il-junction (li huwa l-element ewlieni matul karatteristiċi temperatura tneħħija) bħala huwa "runs" ta 'kuntatti.

Dan l-effett huwa użat ħafna fl-industrija tal-metall.

karatteristiċi teknoloġiċi ta 'disinji thermocouples

Fil-manifattura tal ċirkwit thermocouple spike tax-xogħol hija magħmula minn żewġ kuntatti tal-metall li huma magħrufa li huma magħmula minn materjali differenti. -Junction huwa msejjaħ "junction".

Għandu jiġi nnutat li tagħmel il-kompost mhux obbligatorju permezz ponot. Sempliċiment twist flimkien żewġ kuntatti. Iżda tali metodu ta 'manifattura mhux se jkollhom livell suffiċjenti ta' affidabbiltà, u tista 'wkoll tipprovdi żball meta tneħħi l-karatteristiċi tat-temperatura.

Jekk għandek bżonn kejl tat-temperatura għolja, metall issaldjar hija sostitwita bil-iwweldjar tagħhom. Dan huwa dovut għall-fatt li f'ħafna każijiet, il-istann użat fil-kuntest, għandu punt ta 'dewbien baxxa u jiġi meqrud meta l-livell tagħha jinqabeż.

Iskema, il-manifattura tagħhom iwweldjar tkun ġiet applikata, jista 'jiflaħ firxa wiesgħa ta' temperaturi. Iżda dan il-metodu ta 'konnessjoni għandha żvantaġġi tagħha. L-istruttura interna tal-metall fuq espożizzjoni għal temperatura għolja matul iwweldjar jistgħu jinbidlu, li se jaffettwa l-kwalità tad-data.

Barra minn hekk, għandu jimmonitorja l-istatus tal-kuntatti thermocouple fil-kors ta 'operazzjoni tagħha. Għalhekk, huwa possibbli li tinbidel karatteristiċi tal-metalli fil-ċirkwit minħabba influwenzi ambjentali aggressivi. Ossidazzjoni jista 'jseħħ jew interdiffusion ta' materjali. F'sitwazzjoni bħal din huwa meħtieġ li jinbidlu l-ħidma taċ-ċirkwit thermocouple.

Varjetajiet thermocouples junction

ta'industrija moderna tipproduċi diversi disinnji, li huma użati fil-manifattura ta termokoppji:

• junction miftuħa;

• junction insulati;

• junction ertjat.

Karatteristika thermocouples tal-junction miftuħ huwa reżistenza fqira għal influwenzi esterni.

Iż-żewġ tipi ta 'istrutturi li ġejjin jistgħu jintużaw fit-temperaturi fl-ambjenti ostili kejl, jista' jkollhom effetti devastanti fuq par kuntatt.

Barra minn hekk, bħalissa l-industrija qed tiżviluppa ċirkwiti fuq teknoloġiji ta 'produzzjoni thermocouples semikundutturi.

iżball fil-kejl

Eżattezza ta 'karatteristiċi tat-temperatura miksuba minn thermocouple jiddependi fuq il-materjal tal-grupp ta' kuntatt, kif ukoll fatturi esterni. L-aħħar jinkludu l-pressjoni, il-radjazzjoni fl-isfond jew raġunijiet oħra li jistgħu jaffettwaw il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi ta 'metalli, li jagħmlu kuntatti.

Eżattezza ta 'kejl tikkonsisti mill-komponenti li ġejjin:

• żball każwali kkawżati mill-karatteristiċi tal-manifattura termokoppja;

• żball ikkawżat mill vjolazzjoni temperatura "kiesaħ" kuntatt;

• żball, il-kawża ta 'li serva bħala l-istorbju estern;

• kontroll żball apparat.

Il-vantaġġi ta 'użu termokoppji

Il-vantaġġi ta 'użu dawn il-mezzi għall-kontroll tat-temperatura, irrispettivament mill-applikazzjoni, huma:

• indikaturi distakk kbar li jistgħu jiġu rreġistrati minn termokoppja;

• spike thermocouple, li hija direttament involuta fit-tneħħija ta 'qari tista' tiġi mqiegħdha f'kuntatt dirett mal-punt tal-kejl;

• proċess sempliċi ta 'termokoppji manifattura, saħħa tagħhom u d-durabilità ta' operazzjoni.

Żvantaġġi tal-kejl tat-temperatura permezz ta 'termokoppja

L-iżvantaġġi li jiġu applikati termokoppji jinkludu:

• Il-ħtieġa li jissorvelja kontinwament it-temperatura ta ' "kiesaħ" kuntatt termokoppja. Din hija karatteristika distintiva tad-disinn ta 'strumenti tal-kejl, li huma bbażati fuq il-thermocouple. Il-prinċipju ta 'operazzjoni ta' l-iskema idejjaq l-ambitu tagħha. Jistgħu jintużaw biss jekk it-temperatura ambjentali tkun taħt it-temperatura fil-punt tal-kejl.

• Ksur tal-istruttura ta 'ġewwa ta' metalli użati fil-manifattura tal-thermocouple. Il-fatt hu li minħabba l-ambjent estern kuntatti jitilfu uniformità tagħhom, li tikkawża żbalji fil-qari tat-temperatura prodotta.

• Matul il-kejl tal-grupp ta 'kuntatt thermocouple huwa normalment espost għal influwenzi ambjentali negattivi, li tikkawża tfixkil fl-operazzjoni. Dan għal darb'oħra jeħtieġ l-issiġillar tal-kuntatti, li tikkawża spejjeż ta 'manutenzjoni addizzjonali ta' tali sensuri.

• Hemm periklu ta 'espożizzjoni għall-mewġ elettromanjetiku minn termokoppja li l-kostruzzjoni jipprovdi grupp ta' kuntatt fit-tul. Hija tista 'wkoll jaffettwa r-riżultati tal-kejl.

• F'xi każijiet, il-ksur iseħħ relazzjoni lineari bejn kurrent elettriku li jirriżultaw fil-thermocouple u t-temperatura fil-post tal-kejl. Din is-sitwazzjoni teħtieġ apparat ta 'kontroll ta' kalibrazzjoni.

konklużjoni

Minkejja n-nuqqasijiet tagħha, il-metodu ta 'kejl tat-temperatura mal thermocouples, li kienet l-ewwel ivvintat u ttestjati fis-seklu 19, sabet applikazzjoni wiesgħa tagħha fil-fergħat kollha ta' l-industrija moderna.

Barra minn hekk, jeżistu applikazzjonijiet fejn l-użu ta 'termokoppji huwa l-uniku mod li jinkiseb id-data tat-temperatura. U aqra dan il-materjal, inti tifhem b'mod adegwat l-prinċipji bażiċi tal-ħidma tagħhom.