Thermocouple: kanuni ya uendeshaji, kifaa

Kuna aina mbalimbali ya vifaa na mifumo ya kupima joto. Baadhi yao hutumika katika maisha ya kila siku, baadhi ya - kwa ajili ya aina ya utafiti wa kimwili, katika mchakato wa viwanda na viwanda vingine.

Moja kifaa kama ni thermocouple. kanuni ya uendeshaji wa kifaa na mzunguko itajadiliwa katika sehemu zifuatazo.

msingi wa kimwili wa kazi thermocouple

kanuni ya uendeshaji wa thermocouples ni msingi michakato ya kawaida ya kimwili. Kwa mara ya kwanza athari, kwa misingi ya ambayo kitengo kazi, imekuwa kuchunguzwa wakati Wajerumani mwanasayansi Thomas Seebeck.

kiini cha tukio hili, ambayo ina thermocouple hatua kanuni kama ifuatavyo. Katika imefungwa mzunguko umeme yenye aina mbili tofauti ya makondakta, iwapo kuna baadhi ya umeme joto mazingira ya kufanya hivyo.

kusababisha umeme sasa na joto la kawaida yeyote kwa makondakta ni katika utegemezi mstari. Hiyo ni, juu ya joto, zaidi ya sasa ya umeme yanayotokana na thermocouple. Na kulingana na kanuni hii ya uendeshaji wa thermocouple na upinzani kipima joto.

Ambayo moja ya thermocouple mawasiliano ni katika hatua ambapo ni muhimu kupima joto, inaitwa "moto." mawasiliano ya pili, kwa maneno mengine - "baridi" - katika mwelekeo kinyume. Maombi ya kupima thermocouples yanaruhusiwa tu katika kesi wakati joto la kawaida ni chini ya tovuti kipimo.

Kama mzunguko mfupi uendeshaji wa thermocouple, kanuni za uendeshaji. Aina ya thermocouples yatajadiliwa katika sehemu inayofuata.

aina ya thermocouples

Katika kila sekta, ambapo vipimo joto zinahitajika, hasa kutumika thermocouple. vifaa na uendeshaji wa aina mbalimbali za kitengo ni hapa chini.

Aluminium-Chromel thermocouple

Hizi thermocouples schema kutumika katika hali nyingi kuzalisha aina ya sensorer na probes kwamba kuwawezesha kudhibiti joto katika uzalishaji wa viwanda.

kipengele tofauti zao ni bei ya chini na mbalimbali kubwa ya joto kipimo. Wao kuruhusu kurekebisha joto la kutoka -200 13 000 nyuzi.

Ni haifai kutumia thermocouple kwa aloi kama hiyo katika maduka na vitu high kiberiti katika hewa, kwa sababu hii kipengele kemikali huathiri vibaya wote chromium na alumini, na kusababisha usumbufu katika utendaji kazi wa kifaa.

Chromel-Copel thermocouple

kanuni ya hatua ya thermocouple, wasiliana kundi ambayo inaundwa na aloi hizi ni sawa. Lakini vifaa hivi kazi hasa katika mazingira ya kioevu au gesi kuwa neutral, mali yasiyo ya babuzi. juu ya joto kiashiria hayazidi 8000 shahada Celsius.

Husika thermocouple vile, ambayo kutumia kanuni ya uendeshaji inaruhusu yake ya kuanzisha kiasi cha joto ya uso yoyote, kwa mfano, kwa ajili ya kuchunguza hali ya joto ya wazi hearth tanuru au nyingine miundo kama hiyo.

Chuma constantan thermocouple

Hii mchanganyiko wa mawasiliano katika thermocouple ni si kawaida kama ya kwanza ya aina chini ya kuzingatia. kanuni ya uendeshaji wa thermocouples ni sawa, lakini mchanganyiko huu ilifanya vizuri katika anga rarefied. kiwango cha hatua ya juu ya joto haipaswi kuzidi nyuzi 12,500 Celsius.

Hata hivyo, kama hali ya joto kuanza kupanda juu ya daraja 7000, kuna hatari ya ukiukaji wa usahihi kipimo kutokana na mabadiliko ya tabia za kimaumbile na kemikali ya chuma. Kuna hata kesi kutu ya chuma ya kuwasiliana thermocouple mbele ya kawaida mvuke wa maji.

Platinum-platinum thermocouples

ghali zaidi katika utengenezaji wa thermocouples. kanuni ya kazi ni sawa, lakini ni tofauti na wenzao imara sana na ya kuaminika masomo joto. Ina kupunguzwa unyeti.

maombi kuu ya vifaa hivi - kupima joto ya juu.

Tungsten-rhenium thermocouple

Pia kutumika kwa ajili ya kupima joto ya juu sana. kiwango cha juu ambayo yanaweza imefungwa kwa njia ya mzunguko fika 25 elfu nyuzi.

Matumizi yao inahitaji kufuata na hali fulani. Hivyo, wakati wa kipimo cha joto ni muhimu ili kuondoa kabisa mazingira yanayozunguka, ambayo ina athari hasi juu ya pini katika mchakato oxidation.

Kwa hili tungsten-rhenium thermocouple ni kawaida kuwekwa katika housings kujazwa na gesi ajizi kulinda mambo yao.

Juu ya kila thermocouple zilizopo alitahiniwa, vifaa, kanuni yake kulingana na aloi kutumika. Sasa kuangalia baadhi ya vipengele design.

ujenzi wa thermocouples

Kuna aina mbili kuu za miundo thermocouples.

• Pamoja na matumizi ya kuhami safu. Mtindo huu inatoa thermocouple wa uendeshaji wa kifaa kutengwa safu kwa mkondo wa umeme. Kama mpango inaruhusu matumizi ya thermocouple katika mchakato bila kutengwa na mlango chini.

• Bila ya matumizi ya kuhami safu. thermocouples kama huo unaweza uhusiano pekee ya mzunguko kupima, pembejeo ambazo hawana mawasiliano na nchi. Ikiwa hali hii si alikutana, kifaa kuna njia mbili huru imefungwa mzunguko, ambapo masomo kupatikana kwa kutumia thermocouple si kuwa sahihi.

Mbio thermocouple na matumizi yake

Kuna aina tofauti ya kifaa hiki, inajulikana kama "kusafiri". kanuni ya uendeshaji wa thermocouple kusafiri sasa kufikiria kwa undani zaidi.

kubuni hii ni hasa kutumika kwa kuamua joto la billet chuma wakati wa usindikaji wake katika kugeuka, milling na nyingine machining kama hizo.

Ikumbukwe kwamba katika kesi hii inawezekana kutumia thermocouple kawaida, hata hivyo, kama mchakato wa viwanda inahitaji usahihi kudhibiti joto, thermocouple kukimbia kuelezeka.

Wakati wa kutumia njia hii ili workpiece kabla ya mambo yake ya mawasiliano ni muhuri. Kisha, katika usindikaji wa billet, anwani hizi daima hukabiliwa na chombo kufanya kazi au nyingine chombo mashine, ambapo makutano (ambayo ni kipengele kuu wakati wa tabia kuondolewa joto) kama "anaendesha" ya anwani.

Athari hii ni sana kutumika katika sekta ya chuma.

Makala ya Teknolojia ya miundo thermocouples

Katika utengenezaji wa kazi Mwiba thermocouple mzunguko ni wa maandishi mawasiliano mbili chuma ambayo inajulikana kuwa wa vifaa mbalimbali. makutano inaitwa "makutano".

Ikumbukwe kwamba kufanya kiwanja hiari kupitia spikes. Tu twist pamoja mawasiliano mbili. Lakini kama njia ya viwanda si kuwa na kiwango cha kutosha cha kuaminika, na pia kutoa kosa wakati kuondoa tabia ya joto.

Kama unahitaji joto kipimo, soldering chuma ni kubadilishwa kwa kulehemu yao. Hii ni kutokana na ukweli kwamba katika kesi nyingi, solder kutumika katika uhusiano, ina hatua ya kiwango ya chini na ni kuharibiwa wakati kiwango chake ni ulizidi.

Scheme, utengenezaji wa ambayo kulehemu imekuwa inatumika, inaweza kuhimili mbalimbali joto. Lakini njia hii ya uhusiano ina hasara zake. muundo wa ndani ya chuma baada ya kuingiliana na joto la juu wakati wa kulehemu inaweza kubadilika, ambayo kuathiri ubora wa data.

Zaidi ya hayo, ni lazima kufuatilia hali ya mawasiliano thermocouple wakati wa utekelezaji wake. Hivyo, inawezekana na mabadiliko ya tabia ya madini katika mzunguko kutokana na mvuto fujo mazingira. Oxidation unaweza kutokea au interdiffusion wa vifaa. Katika hali hiyo ni muhimu kuchukua nafasi ya kazi ya mzunguko thermocouple.

Aina makutano thermocouples

Sekta ya kisasa inazalisha miundo kadhaa, ambayo hutumiwa katika utengenezaji wa thermocouples:

• wazi makutano;

• Isiyopitisha makutano;

• msingi makutano.

Kipengele thermocouples ya makutano wazi ni maskini upinzani dhidi ya mvuto wa nje.

zifuatazo aina mbili za miundo inaweza kutumika katika kupima joto katika mazingira ya uhasama, yanaweza kuwa na madhara makubwa kwa jozi ya anwani.

Zaidi ya hayo, kwa sasa sekta ni kuendeleza mzunguko na teknolojia semiconductor thermocouples uzalishaji.

kosa kipimo

Usahihi wa sifa joto kupatikana kwa thermocouple hutegemea vifaa ya kundi mawasiliano, pamoja na mambo ya nje. mwisho ni pamoja na shinikizo, mionzi background au sababu nyingine ambayo inaweza kuathiri tabia za kimaumbile na kemikali ya madini, ambazo anwani.

Usahihi wa kipimo unahusisha vipengele yafuatayo:

• makosa random unasababishwa na makala thermocouple viwanda;

• kosa unasababishwa na joto ukiukaji "baridi" kuwasiliana;

• makosa, sababu ya ambao ulikuwa kama kelele za nje;

• kudhibiti makosa vifaa.

faida ya kutumia thermocouples

faida ya kutumia vifaa kama kwa ajili ya kudhibiti hali ya joto, bila kujali maombi, ni:

• kubwa viashiria pengo ambayo inaweza kuwa kumbukumbu na thermocouple,

• Mwiba thermocouple, ambayo ni moja kwa moja kushiriki katika kuondolewa masomo inaweza kuwa nafasi nzuri katika kuwasiliana moja kwa moja na uhakika wa kupima,

• mchakato rahisi ya thermocouples viwanda, nguvu zao na kudumu ya kazi.

Hasara ya kipimo joto kwa kutumia thermocouple

hasara ya kutumia thermocouples ni pamoja na:

• haja ya kuendelea kufuatilia joto ya "baridi" thermocouple ya anwani. Hii ni kipengele tofauti ya mpango wa kupima vyombo, ambayo ni msingi wa thermocouple. kanuni ya uendeshaji wa mpango nyembamba zaidi wigo wake. Wao inaweza kutumika tu kama joto iliyoko ni chini ya joto katika hatua kupima.

• Ukiukaji wa muundo wa ndani wa vyuma kutumika katika utengenezaji wa thermocouple. Ukweli ni kwamba kutokana na mazingira ya nje mawasiliano kupoteza mshikamano wao, ambayo husababisha makosa katika masomo joto zinazozalishwa.

• Wakati wa upimaji wa kundi thermocouple mawasiliano ni kawaida wazi kwa mvuto mbaya ya mazingira, ambayo husababisha usumbufu katika utendaji. Hii tena inahitaji kuziba ya mawasiliano, ambayo husababisha gharama ya ziada ya sensorer kama matengenezo.

• Kuna hatari yatokanayo na mawimbi ya umeme na thermocouple ambao ujenzi hutoa muda mrefu baina ya kikundi. Pia inaweza kuathiri matokeo ya vipimo.

• Wakati mwingine, ukiukaji hutokea uhusiano kati ya linear sasa umeme zinazotokana thermocouple na joto katika eneo kipimo. Hali hii inahitaji vifaa calibration kudhibiti.

hitimisho

Pamoja na mapungufu yake, utaratibu wa upimaji wa joto na thermocouples, ambayo kwa mara ya kwanza zuliwa na kufanyiwa majaribio katika karne ya 19, iligundua matumizi yake kubwa katika matawi yote ya sekta ya kisasa.

Aidha, kuna kuwepo maombi ambapo matumizi ya thermocouples ndio njia pekee ya kupata data joto. Na kusoma maudhui haya, vya kutosha kuelewa mambo ya msingi wa kazi zao.