Thermokoppel: het werkingsprincipe, de inrichting

Er is een grote verscheidenheid aan apparaten en mechanismen om de temperatuur te meten. Sommigen van hen worden gebruikt in het dagelijks leven, wat - voor een verscheidenheid van fysieke onderzoek, in industriële processen en andere industrieën.

Een dergelijke inrichting is een thermokoppel. Het werkingsprincipe van de inrichting en het circuit zal in de volgende paragrafen worden besproken.

De fysieke basis van het thermokoppel werken

Het werkingsprincipe van thermokoppels is via de gebruikelijke fysische processen. Voor de eerste keer dat het effect, op basis waarvan het apparaat werkt, is onderzocht door de Duitse wetenschapper Thomas Seebeck.

De essentie van het verschijnsel, dat het thermokoppel werkprincipe bezit als volgt. In de gesloten elektrisch circuit bestaat uit twee verschillende typen geleiders, bij blootstelling aan bepaalde omgevingstemperatuur stroom ontstaat.

De resulterende elektrische stroom en de omgevingstemperatuur die op de geleiders op hun lineaire afhankelijkheid. Dat wil zeggen, hoe hoger de temperatuur, hoe groter de elektrische stroom opgewekt door een thermokoppel. En op basis van dit principe van de werking van het thermokoppel en de weerstand thermometer.

Waarbij één van de thermokoppel contact is op het punt waar het nodig is om de temperatuur te meten, wordt het genoemd "hot." Het tweede contact, dat wil zeggen - "koude" - in tegengestelde richting. Aanvraag voor het meten thermokoppels slechts toegestaan in het geval wanneer de kamertemperatuur lager is dan de meetplaats.

Een dergelijke kortsluiting werking van het thermokoppel, het werkingsprincipe. Soorten thermokoppels zal in de volgende paragraaf worden besproken.

types van thermokoppels

Iedere sector, waar de temperatuurmetingen vereist, voornamelijk thermokoppel. De inrichting en gebruik van verschillende soorten eenheden worden hieronder weergegeven.

Aluminium-Chromel thermokoppel

Deze thermokoppels schema meestal gebruik van verschillende sensoren en sondes die temperatuurbeheersing industriële productie mogelijk maken.

Hun onderscheidend kenmerk is de relatief lage prijs en een enorm bereik van de gemeten temperatuur. Ze zorgen ervoor dat de temperatuur van -200 tot 13 000 graden Celsius op te lossen.

Het is onjuist een thermokoppel soortgelijke legeringen in winkels en hoog zwavelgehalte objecten in de lucht te gebruiken, omdat dit chemisch element nadelig beïnvloedt zowel de chroom en aluminium, waardoor verstoringen in de werking van de inrichting.

Chromel-Copel thermokoppel

Het werkingsprincipe van het thermokoppel, de contactgroep die is samengesteld uit deze legeringen is hetzelfde. Maar deze inrichtingen werken meestal in vloeibare of gasvormige omgeving met neutrale, niet-corrosieve eigenschappen. De bovenste temperatuur indicator niet meer dan 8000 graden Celsius.

Toepassing zoals thermokoppel, waarbij het werkingsprincipe gebruiken mogelijk dat deze de mate van verwarming van een oppervlak, bijvoorbeeld vast voor het detecteren van de temperatuur van de open haard oven of soortgelijke structuren.

Ijzer-constantaan thermokoppel

Deze combinatie van contacten in de thermokoppel is niet zo gebruikelijk als de eerste van de soort in kwestie. Het werkingsprincipe van thermokoppels is hetzelfde, maar deze combinatie presteerde goed in de ijle atmosfeer. Het maximumniveau meet de temperatuur niet hoger zijn dan 12.500 graden Celsius.

Indien de temperatuur boven 7000 graden begint te stijgen, bestaat het risico van inbreuk meetnauwkeurigheid door veranderingen in fysische en chemische eigenschappen van ijzer. Er zijn ook gevallen corrosie van het ijzer in contact thermokoppel bij aanwezigheid van omgevingswater damp.

Platina-platina thermokoppels

De duurste in de vervaardiging van thermokoppels. Het werkingsprincipe is hetzelfde, maar het is anders dan hun tegenhangers zeer stabiele en betrouwbare temperatuurmetingen. Het heeft een verminderde gevoeligheid.

De belangrijkste toepassingen van deze inrichtingen - meten van hoge temperaturen.

Tungsten-rhenium thermokoppel

Het wordt ook gebruikt voor meting van zeer hoge temperaturen. Het maximum dat kan worden vergrendeld door middel van de schakeling bereikt 25.000 graden Celsius.

Het gebruik ervan vereist de naleving van bepaalde voorwaarden. Aldus tijdens temperatuurmeting moet de omringende atmosfeer, die een negatieve invloed op de pinnen in het oxidatieproces heeft volledig te elimineren.

Voor dit wolfraam-rhenium thermokoppel meestal geplaatst in een behuizing gevuld met een inert gas beschermt de elementen.

Boven elk bestaande thermokoppel werd onderzocht, de inrichting, het principe ervan afhankelijk van de gebruikte legeringen. Nu kijken naar enkele van de ontwerpkenmerken.

constructie van thermokoppels

Er zijn twee hoofdtypen van thermokoppels ontwerpen.

• Bij toepassing van de isolatielaag. Dit ontwerp voorziet thermokoppel bedieningsinrichting isolatielaag door elektrische stroom. Een dergelijke regeling maakt het gebruik van een thermokoppel in het proces zonder isolatie van de grond ingang.

• Zonder het gebruik van de isolerende laag. Dergelijke thermokoppels kunnen worden aangesloten op de meetcircuits, waarvan de ingangen geen contact met de grond. Als aan deze voorwaarde niet wordt voldaan, de inrichting zijn er twee onafhankelijke gesloten circuit, waarbij de verkregen met de thermokoppel metingen onnauwkeurig worden.

Hardlopen thermokoppel en de toepassing ervan

Er is een aparte soort van dit apparaat, aangeduid als "reizen". Het principe van de werking van een reizende thermokoppel we beschouwen nu in meer detail.

Dit ontwerp wordt voornamelijk gebruikt voor het bepalen van de temperatuur van de billet tijdens verwerking in draaien, frezen en dergelijke bewerking.

Opgemerkt wordt dat in dit geval kan een conventionele thermokoppel gebruikt, maar als het productieproces vereist zeer nauwkeurige temperatuurcontrole, een thermokoppel running genoeg benadrukt.

Bij toepassing van deze methode om de werkstuk vóór de contactelementen wordt afgedicht. Vervolgens, in de verwerking van de knuppel, die contacten voortdurende blootstelling aan het werkgereedschap of andere bewerkingsmachine, waarbij de overgang (dat is het belangrijkste element tijdens het verwijderen temperatuureigenschappen) als het "runs" contacten.

Dit effect wordt veel gebruikt in de metaalindustrie.

Technologische kenmerken van thermokoppels ontwerpen

Bij het vervaardigen van werken spike thermokoppelcircuit bestaat uit twee metaalcontacten die bekend is dat ze uit verschillende materialen. Het knooppunt heet "junction".

Opgemerkt wordt dat het maken van de verbinding eventueel via spikes. Gewoon draaien samen twee contacten. Maar een dergelijke vervaardigingswerkwijze wordt geen voldoende betrouwbaarheid, en kan ook fout bij het verwijderen van de temperatuureigenschappen.

Als je hoge temperatuurmeting nodig hebt, wordt het solderen metaal vervangen door hun lassen. Dit komt door het feit dat in de meeste gevallen, de toegepaste soldeer op aansluiting, een laag smeltpunt en wordt vernietigd wanneer het niveau overschrijden.

Regeling, de vervaardiging waarvan lassen is toegepast, kan een groot temperatuurbereik weerstaan. Maar deze verbindingsmethode heeft zijn nadelen. De interne structuur van het metaal bij blootstelling aan hoge temperatuur tijdens het lassen kan veranderen, die de kwaliteit van de data beïnvloeden.

Bovendien moet de status van het thermokoppel contacten tijdens de werking te controleren. Aldus is het mogelijk de eigenschappen van metalen in het circuit veranderen als gevolg van agressieve omgevingsinvloeden. Oxidatie kan optreden of interdiffusie van materialen. In een dergelijke situatie is het noodzakelijk om het werk van de thermokoppel circuit vervangen.

Rassen junction thermokoppels

De moderne industrie produceert diverse ontwerpen, die worden gebruikt bij de vervaardiging van thermokoppels:

• geopend junctie;

• Geïsoleerde junctie;

• een geaarde knooppunt.

thermo-kenmerk van de open knooppunt is slecht bestand tegen invloeden van buitenaf.

De volgende twee typen structuren kunnen worden gebruikt bij het meten van temperaturen in vijandige omgevingen kan verwoestende gevolgen hebben contactenpaar.

Bovendien, momenteel de industrie ontwikkelt schakelingen op halfgeleiders thermokoppels productietechnologieën.

meetfout

Nauwkeurigheid van temperatuureigenschappen verkregen door een thermokoppel afhankelijk van het materiaal van de contactgroep, en externe factoren. Hiertoe behoren de druk, de achtergrondstraling of andere redenen die kunnen invloed hebben op de fysische en chemische eigenschappen van metalen die contacten.

Meetnauwkeurigheid bestaat uit de volgende onderdelen:

• toevallige fout veroorzaakt door het thermokoppel productie kenmerken;

• fout veroorzaakt door de temperatuur violation "koude" contact;

• fouten, waarvan de oorzaak diende als extern geluid;

• besturingsapparaat fout.

De voordelen van thermokoppels

De voordelen van dergelijke inrichtingen voor de temperatuurregeling, ongeacht de toepassing, zijn:

• grote kloof indicatoren die kunnen worden opgenomen door een thermokoppel;

• spike thermokoppel dat rechtstreeks betrokken bij de verwijdering van metingen kunnen worden geplaatst in direct contact met het meetpunt;

• eenvoudig vervaardigingsproces thermokoppels, de sterkte en duurzaamheid van de werking.

Nadelen van de temperatuurmeting met een thermokoppel

De nadelen van het toepassen van thermokoppels zijn onder meer:

• De noodzaak om continu de temperatuur van "koude" thermokoppel contact. Dit is een onderscheidend kenmerk van het ontwerp van meetinstrumenten, die gebaseerd zijn op het thermokoppel. Het principe van de werking van de regeling vernauwt het toepassingsgebied ervan. Zij kunnen worden gebruikt als de omgevingstemperatuur lager is dan de temperatuur op het meetpunt.

• Schending van de inwendige structuur van metalen bij de vervaardiging van het thermokoppel. Immers vanwege de buitenomgeving contacten verliezen hun homogeniteit, welke fouten veroorzaken in de temperatuurmetingen geproduceerd.

• Tijdens de meting van het thermokoppel contactgroep wordt gewoonlijk blootgesteld aan schadelijke omgevingsinvloeden, die storingen in de werking veroorzaakt. Dit vereist weer de afdichting van de contacten, hetgeen extra onderhoudskosten van dergelijke sensoren veroorzaakt.

• Het gevaar van blootstelling aan elektromagnetische golven met een thermokoppel waarvan de constructie verschaft een lange contactgroep. Het kan ook invloed hebben op de resultaten van de metingen.

• In sommige gevallen, de overtreding plaatsvindt een lineair verband tussen de elektrische stroom die in de thermokoppel en de temperatuur op de meetplaats. Deze situatie vereist een kalibrering besturingsinrichting.

conclusie

Ondanks zijn tekortkomingen, de meetmethode van de temperatuur met thermokoppels, die voor het eerst werd uitgevonden en getest in de 19e eeuw, vond zijn brede toepassing in alle takken van de moderne industrie.

Bovendien bestaan er toepassingen waarbij het gebruik van thermokoppels is de enige wijze om de temperatuurgegevens. En lees dan dit materiaal, adequaat u begrijpen van de basisprincipes van hun werk.