Termocoppia: il principio di funzionamento, il dispositivo

V'è un'ampia varietà di dispositivi e meccanismi per misurare la temperatura. Alcuni di essi sono utilizzati nella vita di tutti i giorni, un po '- per una serie di ricerche fisiche, nei processi industriali e di altre industrie.

Un tale dispositivo è una termocoppia. Il principio di funzionamento del dispositivo e il circuito sarà discusso nelle seguenti sezioni.

La base fisica delle opere termocoppia

Il principio di funzionamento delle termocoppie si basa sui normali processi fisici. Per la prima volta l'effetto, sulla base del quale l'unità opera, è stato indagato dallo scienziato tedesco Thomas Seebeck.

L'essenza del fenomeno, che contiene il principio di azione della termocoppia come segue. Nel circuito elettrico chiuso costituito da due diversi tipi di conduttori, quando esposti ad alcuni deriva elettricità temperatura ambiente.

La corrente elettrica risultante e la temperatura ambiente agendo sui conduttori sono in dipendenza lineare. Cioè, maggiore è la temperatura, maggiore è la corrente elettrica generata da una termocoppia. E sulla base di questo principio di funzionamento della termocoppia e termoresistenza.

In cui uno dei contatti termocoppia è al punto in cui è necessario misurare la temperatura, si chiama "caldo". Il secondo contatto, in altre parole – "freddo" – nella direzione opposta. Domanda di misura termocoppie consentiti solo nel caso in cui la temperatura ambiente è inferiore al sito di misura.

Tale corto circuito funzionamento della termocoppia, il principio di funzionamento. Tipi di termocoppie saranno discussi nella prossima sezione.

tipi di termocoppie

In ogni settore, in cui sono richieste le misure di temperatura, utilizzato principalmente termocoppia. L'apparecchiatura e il funzionamento dei vari tipi di unità sono riportati di seguito.

Alluminio-Chromel termocoppia

Questi schemi termocoppie utilizzato nella maggior parte dei casi per produrre una varietà di sensori e sonde che consentono il controllo della temperatura nella produzione industriale.

La loro caratteristica distintiva è il prezzo relativamente basso e una vasta gamma di temperatura misurata. Essi consentono di fissare la temperatura di da -200 a 13 000 gradi Celsius.

Non è opportuno utilizzare una termocoppia per leghe simili in negozi e oggetti alto zolfo in aria, poiché questo elemento chimico influisce negativamente sia il cromo e alluminio, provocando disturbi nel funzionamento del dispositivo.

Chromel-Copel termocoppia

Il principio di azione della termocoppia, il gruppo di contatto che è composto di queste leghe è la stessa. Ma questi dispositivi funzionano principalmente in ambiente liquido o gassoso avente neutri, proprietà non corrosive. L'indicatore di temperatura superiore non superi i 8000 gradi Celsius.

Applicabili tali termocoppia, che utilizzano il principio di funzionamento permette di stabilire il grado di riscaldamento di qualsiasi superficie, per esempio, per rilevare la temperatura del forno a suola aperta o qualsiasi altre strutture similari.

termocoppia Ferro-costantana

Questa combinazione di contatti nella termocoppia non è comune come la prima delle specie considerate. Il principio di funzionamento di termocoppie è lo stesso, ma questa combinazione buoni risultati in atmosfera rarefatta. Le misure di livello massimo la temperatura non deve superare i 12.500 gradi Celsius.

Tuttavia, se la temperatura comincia a salire sopra 7000 gradi, c'è una violazione rischio di accuratezza di misura a causa di cambiamenti nelle proprietà fisiche e chimiche del ferro. Ci sono anche casi corrosione della termocoppia ferro contatto in presenza di vapore acqueo ambiente.

termocoppie Platino-platino

Il più costoso nella produzione di termocoppie. Il principio di funzionamento è lo stesso, ma è diverso dalle loro controparti letture di temperatura molto stabile e affidabile. Ha una sensibilità ridotta.

Le principali applicazioni di questi dispositivi – misurare temperature elevate.

termocoppia tungsteno-renio

Inoltre è usato per misurare temperature molto elevate. Il limite massimo che può essere bloccato mediante il circuito raggiunge 25 mila gradi Celsius.

Il loro uso richiede il rispetto di determinate condizioni. Così, durante la temperatura di misurazione è necessaria per eliminare completamente l'atmosfera circostante, che ha un impatto negativo sui piedini nel processo di ossidazione.

Per questo tungsteno-renio termocoppia viene solitamente collocato in alloggiamenti riempiti con un gas inerte proteggere i loro elementi.

Sopra ogni termocoppia esistente è stato esaminato, l'apparecchiatura, il principio di esso a seconda delle leghe utilizzate. Ora guardare alcune delle caratteristiche di design.

costruzione di termocoppie

Ci sono due tipi principali di disegni termocoppie.

• Con l'applicazione dello strato isolante. Questo disegno prevede operativo termocoppia strato di isolamento dispositivo dalla corrente elettrica. Tale schema permette l'uso di una termocoppia nel processo senza isolamento dall'ingresso terra.

• Senza l'uso dello strato isolante. Tali termocoppie possono essere collegati ai circuiti di misura, i cui ingressi hanno alcun contatto con il suolo. Se questa condizione non è soddisfatta, il dispositivo ci sono due circuito chiuso indipendente, per cui i valori ottenuti usando la termocoppia non saranno accurati.

Esecuzione di termocoppia e la sua applicazione

C'è una specie separata di questo dispositivo, denominato "viaggiare". Il principio di funzionamento di una termocoppia itinerante che oggi consideriamo più in dettaglio.

Questo disegno è usato principalmente per determinare la temperatura della billetta in acciaio durante l'elaborazione di tornitura, fresatura e altri tali lavorazioni.

Va notato che in questo caso possibile utilizzare una termocoppia convenzionale, tuttavia, se il processo di fabbricazione richiede il controllo di temperatura di alta precisione, una termocoppia esecuzione sottovalutata.

Quando si applica questo metodo per il pezzo in anticipo dei suoi elementi di contatto è sigillata. Poi, nella lavorazione della billetta, questi contatti sono continuamente esposti alla utensile di lavoro o altra macchina utensile, per cui la giunzione (che è l'elemento principale durante caratteristiche di temperatura rimozione) mentre "corre" dei contatti.

Questo effetto è ampiamente usato nel settore dei metalli.

caratteristiche tecnologiche di disegni termocoppie

Nella fabbricazione di esercizio circuito spike termocoppia è fatto di due contatti metallici che sono noti per essere fatti di materiali diversi. La giunzione è chiamato "incrocio".

Va notato che, per rendere il composto facoltativamente tramite punte. Basta ruotare insieme due contatti. Ma tale metodo di produzione non avrà un livello sufficiente di affidabilità, e può anche fornire errore durante la rimozione delle caratteristiche di temperatura.

Se avete bisogno di misurazione ad alta temperatura, in metallo di saldatura viene sostituito con la loro saldatura. Ciò è dovuto al fatto che nella maggior parte dei casi, la saldatura utilizzata in connessione, ha un basso punto di fusione ed è distrutta quando viene superato il livello.

Regime, la cui fabbricazione è stata applicata la saldatura, può resistere a un ampio intervallo di temperature. Ma questo metodo di collegamento ha i suoi svantaggi. La struttura interna del metallo per esposizione ad alta temperatura durante la saldatura può cambiare, che influenzerà la qualità dei dati.

Inoltre, dovrebbe monitorare lo stato dei contatti termocoppia nel corso del suo funzionamento. Così, è possibile modificare le caratteristiche dei metalli nel circuito a causa di influenze ambientali aggressive. Ossidazione può avvenire o interdiffusione di materiali. In una tale situazione, è necessario sostituire il lavoro del circuito termocoppia.

Varietà termocoppie giunzione

L'industria moderna produce diversi disegni, che sono utilizzati per la fabbricazione di termocoppie:

• giunzione aperta;

• Isolati giunzione;

• una giunzione a massa.

termocoppie caratteristica della giunzione aperta è scarsa resistenza alle influenze esterne.

I seguenti due tipi di strutture possono essere utilizzati per misurare temperature in ambienti ostili, può avere effetti devastanti sulla coppia di contatti.

Inoltre, attualmente l'industria si sviluppa su circuiti semiconduttori tecnologie produttive termocoppie.

errore di misura

Accuratezza delle caratteristiche di temperatura ottenute con termocoppia dipende dal materiale del gruppo di contatto, così come i fattori esterni. Questi ultimi comprendono la pressione, la radiazione di fondo o altri motivi che possono influenzare le proprietà fisiche e chimiche dei metalli, che rendono i contatti.

Accuratezza di misura è costituito dai seguenti componenti:

• errore casuale causato dalle caratteristiche costruttive termocoppia;

• errore causato da violazione temperatura di contatto "a freddo";

• errore, la causa che serviva come rumore esterno;

• errore apparato di controllo.

I vantaggi di utilizzare termocoppie

I vantaggi di usare tali dispositivi per il controllo della temperatura, indipendentemente dall'applicazione, sono:

• indicatori del divario di grandi dimensioni che possono essere registrati da una termocoppia;

• spike termocoppia, che è direttamente coinvolta nella rimozione di letture può essere posizionato a diretto contatto con il punto di misura;

• semplice processo di fabbricazione termocoppie, la loro resistenza e durata di funzionamento.

Svantaggi della misurazione della temperatura attraverso una termocoppia

Gli svantaggi di applicare le termocoppie sono:

• La necessità di controllare continuamente la temperatura di contatto della termocoppia "a freddo". Questa è una caratteristica distintiva della progettazione degli strumenti di misura, che si basano sulla termocoppia. Il principio di funzionamento del sistema restringe la portata. Essi possono essere utilizzati solo se la temperatura ambiente è inferiore alla temperatura nel punto di misura.

• Violazione della struttura interna di metalli utilizzati nella fabbricazione della termocoppia. Il fatto è che a causa dell'ambiente esterno contatti perdono la loro uniformità, che causa errori nei letture di temperatura prodotte.

• Durante la misurazione del gruppo di contatto della termocoppia di solito è esposto alle influenze ambientali avverse, che provoca disturbi nel funzionamento. Ciò richiede di nuovo la saldatura dei contatti, che provoca costi di manutenzione aggiuntivi di tali sensori.

• V'è il pericolo di esposizione alle onde elettromagnetiche da una termocoppia cui costruzione prevede un gruppo di contatto lungo. Si può anche influenzare i risultati delle misurazioni.

• In alcuni casi, la violazione accade una relazione lineare tra la corrente elettrica derivanti al termocoppia e la temperatura nel punto di misurazione. Questa situazione richiede un apparato di controllo di calibrazione.

conclusione

Nonostante i suoi difetti, il metodo di misurazione della temperatura con termocoppie, che è stato inventato e testato nel 19 ° secolo, ha trovato la sua ampia applicazione in tutti i rami dell'industria moderna.

Inoltre, esistono applicazioni in cui l'uso di termocoppie è l'unico modo per ottenere i dati di temperatura. E leggere questo materiale, si capisce in modo adeguato i principi di base del loro lavoro.