Termoelement: funktionsprincippet indretningen

Der er en bred vifte af udstyr og mekanismer til at måle temperaturen. Nogle af dem er brugt i hverdagen, nogle - for en række fysisk forskning, i industrielle processer og andre industrier.

En sådan indretning er et termoelement. Funktionsprincippet for indretningen og kredsløbet det vil blive diskuteret i det følgende.

Den fysiske basis af de termoelementer værker

De opererer princippet om termoelementer er baseret på de sædvanlige fysiske processer. For første gang effekten, på grundlag af hvilke enheden fungerer, er blevet undersøgt af den tyske videnskabsmand Thomas Seebeck.

Essensen af fænomenet, som holder princippet termoelement handling på følgende måde. I den lukkede elektriske kredsløb bestående af to forskellige typer af ledere, når de udsættes for visse miljømæssige temperatur elektricitet opstår.

Den resulterende elektriske strøm og den omgivende temperatur, der virker på lederne er i lineær afhængighed. Det vil sige, jo højere temperatur, desto større den elektriske strøm genereres af et termoelement. Og er baseret på dette princip om driften af termoelement og modstand termometer.

Hvor en af termoelementet kontakt er på det punkt, hvor det er nødvendigt at måle temperaturen, kaldes det "hot". Den anden kontakt, med andre ord - "kold" - i den modsatte retning. Ansøgning til måling termoelementer tilladt kun i tilfælde, når rumtemperaturen er lavere end målestedet.

En sådan kortslutning driften af termoelement drift princippet. Typer af termoelementer vil blive diskuteret i næste afsnit.

typer termoelementer

I hvert industri, hvor der kræves målinger temperaturen, hovedsagelig anvendes termoelement. Apparatet og drift af forskellige typer af enheder er vist nedenfor.

Aluminium-Chromel termoelement

Disse termoelementer skema anvendes i de fleste tilfælde at frembringe en række sensorer og prober, der muliggør temperaturregulering i industriel produktion.

Deres særkende er den relativt lave pris og et stort udvalg af den målte temperatur. De tillader fix temperatur på -200 til 13 000 grader celsius.

Det er uhensigtsmæssigt at anvende et termoelement til lignende legeringer i butikker og højt svovlindhold objekter i luften, fordi dette grundstof negativt påvirker både chrom og aluminium, der forårsager forstyrrelser i driften af indretningen.

Chromel-Copel termoelement

Princippet om virkningen af termoelement, kontaktgruppen som er sammensat af disse legeringer er den samme. Men disse enheder fungerer hovedsagelig i flydende eller gasformigt miljø med neutrale, ikke-korrosive egenskaber. Den temperaturindikator øvre ikke overstiger 8000 grader Celsius.

Gældende sådanne termoelement, som bruger driftsprincippet tillader det at fastslå graden af opvarmning af enhver overflade, for eksempel til at detektere temperaturen af åbne ildsted ovn eller andre lignende strukturer.

Jern-konstartantraad termoelement

Denne kombination af kontakter i termoelement ikke er så almindelig som den første af de arter under overvejelse. Det transporterende princip termoelementer er den samme, men denne kombination klarede sig godt i den forfinede atmosfære. De maksimale foranstaltninger niveau temperaturen bør ikke overstige 12.500 grader Celsius.

Men hvis temperaturen begynder at stige over 7000 grader, er der risiko overtrædelse af målenøjagtighed på grund af ændringer i fysiske og kemiske egenskaber af jern. Der er endda tilfælde korrosion af jern kontakt termoelement i nærvær af omgivende vanddamp.

Platin-platin termoelementer

Den dyreste i fremstillingen af termoelementer. Funktionsprincippet er det samme, men den er forskellig fra deres modparter meget stabile og pålidelige temperaturmålinger. Det har en reduceret følsomhed.

De vigtigste anvendelser af disse enheder - måling af høje temperaturer.

Wolfram-rhenium termoelement

Det er også anvendes til måling af meget høje temperaturer. Den maksimale grænse, der kan låses ved hjælp af kredsløbet bliver 25 tusinde grader Celsius.

Deres anvendelse kræver overholdelse af visse betingelser. Således under temperaturmåling er nødvendigt helt at fjerne den omgivende atmosfære, hvilket har en negativ indvirkning på stifterne i oxidationsprocessen.

Til denne wolfram-rhenium termoelement er normalt placeret i husene fyldt med en inert gas beskytte deres elementer.

Over hver eksisterende termoelement blev undersøgt, apparatet, princippet om det afhængigt af de anvendte legeringer. Nu ser på nogle af de designelementer.

konstruktion af termoelementer

Der er to hovedtyper af termoelementer designs.

• Med anvendelse af det isolerende lag. Dette design giver termoelement betjeningsindretning isolation lag ved elektrisk strøm. En sådan ordning tillader anvendelsen af et termoelement i processen uden isolering fra jorden indgangen.

• Uden brug af det isolerende lag. Sådanne termoelementer, kan kun tilsluttes de målekredsløb, inputtene hvoraf ikke har nogen kontakt med jorden. Hvis denne betingelse ikke er opfyldt, indretningen er der to uafhængige lukkede kredsløb, hvorved opnået under anvendelse af termoelementet aflæsninger ikke vil være nøjagtige.

Løb termoelement og dens anvendelse

Der er separate arter af denne enhed kaldes "rejser". Princippet om driften af en omrejsende termoelement vi nu overveje nærmere.

Dette design er hovedsagelig anvendes til bestemmelse af temperaturen af stål billets under forarbejdning i drejning, fræsning og andre sådanne bearbejdning.

Det skal bemærkes, at i dette tilfælde muligt at anvende en konventionel termoelement, men hvis fremstillingsprocessen kræver stor præcision temperaturkontrol, et termoelement kører nok.

Ved anvendelse af denne metode til emnet forud for dens kontaktelementer er forseglet. Derefter, ved forarbejdningen af barren disse kontakter er kontinuerligt udsættes for arbejdsværktøjet eller anden værktøjsmaskine, hvorved overgangen (som er det vigtigste element under fjernelsen temperatur egenskaber) som det "runs" af kontakter.

Denne effekt er meget udbredt i metalindustrien.

Teknologiske funktioner i termoelementer design

Ved fremstillingen af arbejdstiden spike termoelement kredsløb er fremstillet af to metalkontakter, der vides at være fremstillet af forskellige materialer. Krydset kaldes "junction".

Det skal bemærkes, at fremstilling af forbindelsen eventuelt via spikes. Du skal blot vride sammen to kontakter. Men en sådan fremstillingsmetode ikke har et tilstrækkeligt niveau af pålidelighed, og kan også give fejl ved fjernelse af temperaturegenskaber.

Hvis du har brug for måling høj temperatur, er lodning metal erstattet med deres svejsning. Dette skyldes det faktum, at i de fleste tilfælde, loddemetal anvendes i forbindelse har et lavt smeltepunkt og ødelægges, når dens niveau overskrides.

Ordning, hvis fremstilling der svejsning er blevet påført, kan modstå et bredt temperaturinterval. Men denne metode til forbindelse har sine ulemper. Den indre struktur af metallet ved udsættelse for høj temperatur under svejsning kan ændre sig, hvilket påvirker kvaliteten af dataene.

Desuden skal det overvåge status for de termoelementer kontakter i løbet af sin drift. Vi er således muligt at ændre karakteristika af metaller i kredsløbet på grund af aggressive miljøpåvirkninger. Oxidation kan opstå eller interdiffusion af materialer. I en sådan situation er det nødvendigt at erstatte arbejdet i termoelement kredsløb.

Varieties junction termoelementer

Moderne industri producerer flere designs, som anvendes i fremstillingen af termoelementer:

• åben junction;

• Isolerede junction;

• en jordet forbindelse.

termoelementer træk ved den åbne junction er ringe modstandsdygtighed over for ydre påvirkninger.

De følgende to typer af konstruktioner kan anvendes til måling af temperaturer i fjendtlige miljøer, kan have ødelæggende virkninger på kontaktpar.

Desuden nu branchen termoelement udvikler kredsløb på halvleder produktionsteknologi.

målefejl

Nøjagtighed af temperatur egenskaber opnået ved et termoelement afhænger af materialet i kontaktgruppen, samt eksterne faktorer. Sidstnævnte omfatter trykket, baggrundsstrålingen eller andre forhold, der kan påvirke de fysiske og kemiske egenskaber af metaller, som gør kontakter.

Målenøjagtighed består af følgende komponenter:

• tilfældige fejl forårsaget af termoelement fremstilling funktioner;

• fejl forårsaget af temperatur krænkelse "kold" kontakt;

• fejl, hvis årsag fungerede som ekstern støj;

• styreapparat fejl.

Fordelene ved at anvende termoelementer

Fordelene ved at anvende sådanne indretninger til temperaturregulering, uanset hvilket program, er:

• store gap indikatorer, der kan optages af et termoelement;

• spike termoelement, som er direkte involveret i fjernelsen af aflæsninger kan placeres i direkte kontakt med målestedet;

• enkel proces fremstillingsteknikker termoelementer, deres styrke og holdbarhed af drift.

Ulemper ved temperaturmålingen bruger termoelement

Ulemperne ved at anvende termoelementer omfatter:

• Behovet for løbende at overvåge temperaturen af "kolde" termoelement kontakt. Dette er et karakteristisk træk ved udformningen af måleinstrumenter, som er baseret på termoelementet. Princippet om driften af ordningen indsnævrer dets anvendelsesområde. De kan anvendes, hvis den omgivende temperatur er under temperaturen på målestedet.

• Overtrædelse af den indre struktur af metaller, der anvendes i fremstillingen af termoelementet. Faktum er, at på grund af det ydre miljø kontakter mister deres ensartethed, som forårsager fejl i temperaturmålinger produceret.

• Under målingen af termoelement kontaktgruppen er normalt udsat for miljøskadelige påvirkninger, som forårsager forstyrrelser i drift. Dette kræver igen forseglingen af kontakter, som forårsager yderligere omkostninger ved sådanne følere vedligeholdelse.

• Der er fare for at blive udsat for elektromagnetiske bølger med et termoelement, hvis konstruktion giver en lang kontaktgruppe. Det kan også påvirke resultaterne af målingerne.

• I nogle tilfælde, hvor overtrædelsen sker et lineært forhold mellem elektrisk strøm opstår i termoelement og temperaturen ved målestedet. Denne situation skal kalibreres kontroludstyr.

konklusion

På trods af sine mangler, metoden til måling af temperatur med termoelementer, som først blev opfundet og afprøvet i det 19. århundrede, fundet sin bred anvendelse i alle grene af moderne industri.

Endvidere eksisterer der anvendelser, hvor anvendelsen af termoelementer er den eneste måde at opnå temperaturdata. Og læser dette materiale, du tilstrækkeligt forstå de grundlæggende principper i deres arbejde.