Thermoelement: das Prinzip der Operation, wobei die Vorrichtung

Es gibt eine Vielzahl von Geräten und Mechanismen, um die Temperatur zu messen. Einige von ihnen sind im Alltag verwenden, einige – für eine Vielzahl von physikalischer Forschung, in industriellen Prozessen und anderen Branchen.

Ein solches Gerät ist ein Thermoelement. Das Prinzip der Arbeitsweise der Vorrichtung und die Schaltung wird in den folgenden Abschnitten besprochen.

Die physikalische Grundlage der Thermo Werke

Das Funktionsprinzip der Thermoelemente ist auf den üblichen physikalischen Prozessen. Zum ersten Mal ist die Wirkung auf der Grundlage von denen das Gerät arbeitet, wurde von dem deutschen Wissenschaftler Thomas Seebeck sucht.

Das Wesen des Phänomens, die das Thermoelement Wirkungsprinzip hält wie folgt. In der geschlossenen elektrischen Schaltung, die aus zwei verschiedenen Arten von Leitern, bei Einwirkung von bestimmten Umgebungstemperatur Strom entsteht.

Die sich ergebende elektrische Strom und die Umgebungstemperatur auf die Leiter wirkende sind in lineare Abhängigkeit. Das heißt, je höher die Temperatur, desto höher ist der elektrische Strom durch ein Thermoelement erzeugt wird. Und nach diesem Prinzip des Betriebs des Thermoelement und Widerstandsthermometer.

Wobei einer von dem Thermoelement Kontakt an dem Punkt ist, wo es erforderlich ist, um die Temperatur zu messen, ist es „heiß“ bezeichnet. Der zweite Kontakt, mit anderen Worten – „kalt“ – in der entgegengesetzten Richtung. Anwendung für Thermoelemente erlauben nur in dem Fall zu messen, wenn die Raumtemperatur niedriger als die Messstelle ist.

Ein solcher Kurzschlussbetrieb des Thermoelements, das Funktionsprinzip. Arten von Thermoelementen werden im nächsten Abschnitt erläutern.

Arten von Thermo

In jeden der Industrie, in denen die Temperaturmessungen erforderlich sind, hauptsächlich verwendet, Thermoelement. Die Vorrichtung und der Betrieb verschiedener Arten von Einheiten sind unten gezeigt.

Aluminium-Chromel-Thermoelement

Diese Thermoelemente Schema in den meisten Fällen benutzt, um eine Vielzahl von Sensoren und Sonden zu erzeugen, die Temperatursteuerung in der industriellen Produktion zu ermöglichen.

Ihre Besonderheit ist der relativ niedrige Preis und eine riesige Auswahl an der gemessenen Temperatur. Sie ermöglichen zu beheben Temperatur von -200 bis 13 000 Grad Celsius.

Es ist nicht angebracht ein Thermoelement zu ähnlichen Legierungen in Geschäften und hohe Schwefel Objekte in der Luft zu verwenden, da dieses chemische Element sowohl das Chrom und Aluminium beeinträchtigt, Störungen in der Funktion des Gerätes verursacht.

Chromel-Copel Thermoelement

Das Wirkprinzip des Thermoelementes, die Kontaktgruppe, die aus diesen Legierungen zusammengesetzt ist, ist das gleiche. Aber diese Geräte arbeiten meist in flüssiger oder gasförmigen Umgebung mit neutralen, nicht-korrosiven Eigenschaften. Die obere Temperaturanzeige nicht überschreitet 8000 Grad Celsius.

Anwendbar solches Thermoelement, das das Prinzip der Operation verwenden, ermöglicht es, den Grad der Erwärmung von jeder Oberfläche, beispielsweise zur Erfassung der Temperatur der Siemens-Martin-Ofens oder anderer ähnlichen Strukturen zu etablieren.

Eisen-Konstantan-Thermoelement

Diese Kombination von Kontakten in dem Thermoelement ist nicht so groß wie die ersten der Spezies unter Berücksichtigung gemeinsam. Das Funktionsprinzip der Thermoelemente ist die gleiche, aber diese Kombination auch in der dünnen Atmosphäre durchgeführt. Die maximale Höhe misst die Temperatur sollte nicht 12.500 Grad Celsius nicht überschreiten.

Wenn jedoch die Temperatur über 7000 Grad zu steigen beginnt, besteht die Gefahr, Verletzung der Messgenauigkeit aufgrund von Veränderungen der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Eisen. Es gibt sogar Fälle, die Korrosion des Eisen-Kontakt-Thermoelementes in der Anwesenheit von Umgebungswasserdampf.

Platin-Platin-Thermoelemente

Das teuerste in der Herstellung von Thermoelementen. Das Funktionsprinzip ist das gleiche, aber es unterscheidet sich von ihren Kollegen sehr stabile und zuverlässige Temperaturmessungen. Es hat eine verringerte Empfindlichkeit.

Die wichtigsten Anwendungen dieser Geräte – Mess hohe Temperaturen.

Wolfram-Rhenium-Thermoelement

Es wird auch zur Messung von sehr hohen Temperaturen verwendet. Die Höchstgrenze, die mit Hilfe der Schaltung verriegelt werden kann, erreicht 25 Tausend Grad Celsius.

Ihr Einsatz erfordert die Einhaltung bestimmter Bedingungen. Somit wird während Temperaturmessung erforderlich ist, um vollständig die umgebende Atmosphäre zu beseitigen, die auf den Stiften in dem Oxidationsverfahren eine negative Auswirkung hat.

Für dieses Wolfram-Rhenium – Thermoelement ist in der Regel in Gehäusen mit einem Inertgas zu schützen ihre Elemente gefüllt ist.

Über jedes bestehendes Thermoelement wurde untersucht, wobei das Gerät je das Prinzip den es auf den verwendeten Legierungen. Schauen Sie sich nun einige der Design-Merkmale auf.

Konstruktion von Thermo

Es gibt zwei Haupttypen von Thermo-Design.

• Mit der Anwendung der Isolierschicht. Dieses Design sorgt für Thermoelement-Betätigungsvorrichtungsisolationsschicht, die durch elektrischen Strom. Ein derartiges Schema ermöglicht die Verwendung eines Thermoelementes in dem Verfahren ohne Isolierung aus dem Boden Eingang.

• Ohne die Verwendung der Isolationsschicht. Solche Thermoelemente können nur auf die Messkreise, deren Eingänge haben keinen Kontakt mit dem Boden verbunden sein. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, gibt das Gerät zwei unabhängigen geschlossenen Kreislauf, wobei die erhaltenen Messwerte der Thermoelement verwendet, wird nicht genau sein.

Laufthermoelement und seine Anwendung

Es gibt eine separate Arten dieser Vorrichtung, bezeichnet als „Reisen“. Das Prinzip des Betriebes eines Wanderthermoelementes wir nun genauer betrachten.

Dieser Entwurf ist für die Bestimmung der Temperatur des Stahlbarrens während seiner Verarbeitung in Drehen, Fräsen und andere solche Bearbeitung hauptsächlich verwendet.

Es sollte in diesem Fall möglich zu beachten, die ein herkömmliches Thermoelement zu verwenden, jedoch, wenn der Herstellungsprozess hohe Präzision Temperaturregelung erfordert, ein Thermoelement überbetont läuft.

Wenn dieses Verfahrens auf das Werkstück der Anwendung vor seinem Kontaktelement abgedichtet ist. da es „läuft“ der Kontakte Dann wird bei der Verarbeitung des Barrens werden diese Kontakte kontinuierlich das Arbeitswerkzeug ausgesetzt oder andere Werkzeugmaschine, wobei der Übergang (während der Entfernung Temperatureigenschaften, die das Hauptelement ist).

Dieser Effekt wird in der Metallindustrie weit verbreitet.

Technologische Eigenschaften von Thermo Design

Bei der Herstellung von Arbeitsspitze Thermoelement- Schaltung besteht aus zwei Metallkontakten hergestellt, die aus verschiedenen Materialien hergestellt sind, bekannt sein. Der Übergang wird „junction“ genannt.

Es sollte Herstellung der Verbindung wahlweise über Spikes festgestellt werden. Drehen Sie einfach zusammen zwei Kontakte. Aber ein solches Herstellungsverfahren wird nicht ein ausreichendes Maß an Zuverlässigkeit aufweisen, und sie können auch Fehler liefern , wenn die Temperaturkennlinien zu entfernen.

Wenn Sie hohe Temperaturmessung benötigen, wird Lötmetall mit ihrem Schweiß ersetzt. Dies ist aufgrund der Tatsache, dass in den meisten Fällen das Lot an der Verbindung verwendet wird, die einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist und zerstört wird, wenn sein Pegel überschritten wird.

Scheme, deren Herstellung Schweißen aufgebracht wurde, kann über einen weiten Temperaturbereich standhalten. Aber diese Art der Verbindung hat seine Nachteile. Die innere Struktur des Metalls bei der Einwirkung von hohen Temperatur während des Schweißens kann dich ändern, was die Qualität der Daten beeinflussen.

Darüber hinaus sollte es den Status der Thermoelement-Kontakte im Laufe ihres Betriebes überwachen. Somit ist es möglich, Eigenschaften von Metallen in der Schaltung durch aggressive Umwelteinflüsse zu ändern. Die Oxidation kann auftreten, oder Interdiffusion von Materialien. In einer solchen Situation ist es notwendig, die Arbeit des Thermoelement-Schaltung zu ersetzen.

Sorten Kreuzung Thermoelemente

Die moderne Industrie produziert verschiedene Entwürfe, die bei der Herstellung von Thermoelementen verwendet werden:

• Offene Verbindung;

• Isolierte Kreuzung;

• eine geerdete Kreuzung.

Thermoelemente Merkmal der offenen Kreuzung ist eine schlechte Beständigkeit gegen äußere Einflüsse.

Die folgenden zwei Arten von Strukturen können in Temperaturmessungen in aggressiven Umgebungen eingesetzt werden, können verheerende Auswirkungen auf dem Kontaktpaar haben.

Darüber hinaus wird derzeit die Industrie Schaltungen auf Halbleiter-Thermoelementen Produktionstechnologien zu entwickeln.

Messfehler

Die Genauigkeit der Temperaturkennlinien durch ein Thermoelement erhalten wird, hängt von dem Material der Kontaktgruppe, sowie externen Faktoren. Letztere umfassen den Druck, die Hintergrundstrahlung oder andere Gründe, die die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Metallen beeinflussen können, die Kontakte zu knüpfen.

Die Genauigkeit der Messung besteht aus folgenden Komponenten:

• Zufallsfehler durch die Thermoelement Herstellungseigenschaften verursacht;

• Fehler durch Temperatur Verletzung „kalter“ Kontakt;

• Fehler, deren Ursache diente als externes Rauschen;

• Steuergerät Fehler.

Die Vorteile der Verwendung von Thermoelementen

Die Vorteile der Verwendung solcher Vorrichtungen zur Temperatursteuerung, unabhängig von der Anwendung sind:

• große Lücke Indikatoren, die von einem Thermoelement aufgezeichnet werden können;

• Spike-Thermoelement, welches bei der Entfernung von Ablesungen direkt beteiligt ist, kann in direktem Kontakt mit der Messstelle positioniert werden;

• einfaches Verfahren zur Herstellung von Thermoelementen, deren Festigkeit und Haltbarkeit des Betriebes.

Nachteile der Temperaturmessung mit einem Thermoelement

Die Nachteile von Thermo Anwendung sind:

• Die Notwendigkeit, kontinuierlich die Temperatur der „kalten“ Thermoelement Kontakt zu überwachen. Dies ist eine Besonderheit der Konstruktion von Messgeräten, die auf dem Thermoelement basieren. Das Funktionsprinzip des Systems verengt ihren Anwendungsbereich. Sie können nur dann, wenn die Umgebungstemperatur unter der Temperatur an der Messstelle verwendet werden.

• Verletzung der inneren Struktur von Metallen bei der Herstellung des Thermoelementes verwendet. Tatsache ist, dass aufgrund der äußeren Umwelt Kontakte ihre Einheitlichkeit verlieren, die erzeugt Fehler bei den Temperaturmessungen verursacht.

• Bei der Messung des Kontaktgruppe Thermoelement ist in der Regel zu negativen Umwelteinflüssen ausgesetzt, die Störungen im Betrieb verursacht. Dies erfordert wiederum die Abdichtung der Kontakte, die zusätzlich Wartungskosten solcher Sensoren verursacht.

• Es besteht die Gefahr der Exposition gegenüber elektromagnetischen Wellen durch ein Thermoelement, deren Konstruktion sorgt für eine lange Kontaktgruppe. Es kann auch die Ergebnisse der Messungen beeinflussen.

• In einigen Fällen tritt die Verletzung eine lineare Beziehung zwischen dem elektrischen Strom in dem Thermoelement und die Temperatur an der Messstelle entstehen. Diese Situation erfordert eine Kalibrierungssteuergerät.

Abschluss

Trotz seiner Mängel, die Methode der Messung der Temperatur mit der Thermoelemente, die zuerst erfunden und wurde im 19. Jahrhundert untersucht, fand seine breite Anwendung in allen Bereichen der modernen Industrie.

Darüber hinaus gibt es Anwendungen, bei denen die Verwendung von Thermoelementen ist der einzige Weg zum Erhalt der Temperaturdaten ist. Und lesen Sie dieses Material, Sie angemessen auf die grundlegenden Prinzipien ihrer Arbeit verstehen.