תרמי: עקרון הפעולה, המכשיר

יש מגוון רחב של מכשירים ומנגנונים כדי למדוד את הטמפרטורה. חלקם משמשים בחיי היומיום, חלקם - עבור מגוון רחב של מחקר פיזי, בתהליכים תעשייתיים ולתעשיות אחרות.

התקן אחד כזה הוא תרמי. עיקרון הפעולה של המכשיר ואת המעגל יידון בסעיפים הבאים.

הבסיס הפיזי של יצירות התרמיות

העיקרון של צמדים ההפעלה מבוססת על תהליכים פיזיים כרגיל. בפעם הראשונה את ההשפעה, על בסיסם היחיד פועל, נחקר על ידי המדען הגרמני תומאס Seebeck.

מהות התופעה, המחזיקה עיקרון הפעולה התרמי כדלקמן. במעגל הסגור החשמלי המורכב משני סוגים שונים של מנצחים, כאשר הם נחשפים מסוימים חשמל טמפרטורה סביבתית עולה.

הזרם החשמלי שנוצר ואת טמפרטורת הסביבה פועלת על המנצחים נמצא תלות ליניארית. כלומר, ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך גדל הזרם החשמלי שנוצר על ידי תרמי. וזה מבוסס על העיקרון הזה של מבצע של המדחום התרמי והתנגדות.

שבו אחד במגע התרמי הוא בנקודה שבה יש צורך למדוד את הטמפרטורה, זה נקרא "חם". הקשר השני, או במילים אחרות - "קר" - בכיוון ההפוך. יישום למדידת צמדים מותר רק במקרה כאשר טמפרטורת החדר נמוכה באתר המדידה.

כזה מבצע קצר של תרמי, עיקרון ההפעלה. סוגי הצמדים יידונו בפרק הבא.

סוגים של צמדים

בכל ענף, שבו מדידות הטמפרטורה נדרשות, בעיקר בשימוש תרמי. המנגנון והפעיל סוגים שונים של יחידה מוצגים להלן.

תרמי אלומיניום-Chromel

סכימת צמדים אלו בשימוש ברוב המקרים לייצר מגוון של חיישני בדיקות המאפשרים בקרת טמפרטורה בייצור תעשייתי.

המאפיין הייחודי שלהם הוא המחיר הנמוך יחסית ומגוון עצום של הטמפרטורה הנמדדת. הם מאפשרים לתקן טמפרטורה של מ -200 ל 13 000 מעלות צלסיוס.

אין זה מן ראוי להשתמש תרמי כדי סגסוגות דומה בחנויות וחפצי גופרית גבוהה באוויר, כי זה יסוד כימי משפיע לרעה הוא הכרום ואלומיניום, גרימת הפרעות בתפקוד המכשיר.

תרמי Chromel-קופל

עקרון הפעולה של תרמי, לקבוצת אנשי הקשר המורכב סגסוגות אלה הוא זהה. אבל המכשירים האלה פועלים בעיקר בסביבת נוזלי או גזי בעלי תכונות ניטראליות, שאינן מאכלות. מחוון הטמפרטורה העליון אינו עולה מעלות צלזיוס 8000.

תרמי כזה החלים, אשר מנצל את עיקרון פעולה מאפשר לה להקים את מידת החימום של כל משטח, למשל, עבור גילוי הטמפרטורה של תנור אח פתוח או כל מבנים דומים אחרים.

תרמי ברזל-constantan

שילוב זה של אנשי קשר התרמי הוא לא נפוץ כמו הראשון של המין נדון. עיקרון הפעולה של צמדים זהה, אבל השילוב הזה מבוצע היטב את האווירה המיוחדת במינה. מודד רמת מקסימום הטמפרטורה לא יעלה צלסיוס 12,500 מעלות.

עם זאת, אם הטמפרטורה מתחילה לעלות מעל 7000 מעלות, קיים פר סיכון של דיוק מדידה עקב שינויי תכונות פיסיקליות וכימיות של ברזל. ישנם מקרים קורוזיה אפילו של תרמי פנייה ברזל בנוכחות אדי מים הסביבה.

צמדים פלטינום-פלטינה

היקר ביותר בייצור צמדים. עיקרון הפעולה הוא זהה, אבל זה שונה עמיתיהם מאוד קריאות טמפרטורה יציבות ואמינות. יש לה רגישות מופחתת.

השימושים העיקריים של המכשירים הללו - מדידת טמפרטורות גבוהות.

תרמי טונגסטן-רניום

כמו כן הוא משמש למדידת טמפרטורות גבוהות מאוד. מגבלת המקסימום אשר ניתן לנעול באמצעות המעגל מגיעה 25 אלף מעלות צלזיוס.

השימוש שלהם דורש עמידה בתנאים מסוימים. לפיכך, במהלך טמפרטורת מדידה יש צורך לחסל את האווירה שמסביב לחלוטין, אשר לה השפעה שלילית על הסיכות בתהליך החמצון.

עבור טונגסטן-רניום זו תרמי מושם בדרך כלל מעטה מלא גז אינרטי מגן האלמנטים שלהם.

מעל לכל תרמי קיים נבדק, המנגנון, העיקרון זה תלוי סגסוגות בשימוש. עכשיו תסתכל על כמה ממאפייני העיצוב.

בניית צמדים

ישנם שני סוגים עיקריים של עיצובי צמדים.

• עם היישום של שכבת הבידוד. עיצוב זה מספק עבור שכבת בידוד תרמי מכשיר פועל באמצעות זרם חשמלי. תכנית כזו מאפשרת שימוש תרמי בתהליך בלי בידוד מכניסת הקרקע.

• ללא שימוש שכבת הבידוד. צמדים כאלה יכולים להיות מחוברים רק על מעגלי המדידה, התשומות אשר אין מגע עם הקרקע. אם תנאי זה אינו מתקיים, המכשיר ישנם שני במעגל סגור עצמאי, לפיו הקריאות שהתקבלו באמצעות תרמי לא תהיינה מדויקות.

תרמי Running ויישומה

יש מינים נפרדים של המכשיר הזה, המכונה "נסיעה". עקרון הפעולה של תרמי הנסיעות של החברה לשקול ביתר פירוט.

עיצוב זה בעיקר משמש לקביעת הטמפרטורה של בילט הפלדה במהלך העיבוד שלה מחרטות, כרסום, עיבוד שבבי כגון אחרים.

יצוין כי במקרה זה ניתן להשתמש תרמי קונבנציונאלי, אולם, אם תהליך הייצור דורש בקרת טמפרטורה דיוק גבוהה, תרמי והפעלתו להדגיש יתר על המידה.

כאשר מיישם שיטה זו כדי לחומר מראש של אלמנטי המגע שלה הוא חתום. ואז, בעיבוד של בילט, המגעים הללו נחשפים ללא רף לכלי העבודה או כלי מכונה אחר, לפיה לצומת (המהווה את המרכיב העיקרי במהלך מאפייני טמפרטורת הסרה) כפי שהוא "רץ" של אנשי קשר.

אפקט זה נמצא בשימוש נרחב בתעשיית המתכת.

מאפיינים טכנולוגיים של עיצובי צמדים

בייצור של מעגל תרמי ספייק עובד עשוי שני מגעי המתכת אשר ידועים להיות עשוי מחומרים שונים. צומת נקרא "צומת".

יצוין כי ביצוע במתחם אופציונלי באמצעות קוצים. כל שעליך לעשות הוא לסובב יחד שני קשרים. אבל כזה שיטת ייצור לא תהיה ברמה מספקת של מהימנות, עשוי גם לספק שגיאה בעת הסרת מאפייני הטמפרטורה.

אם אתם זקוקים למדידת טמפרטורה גבוהה, מתכת הלחמה מוחלפת הריתוך שלהם. זאת בשל העובדה כי ברוב המקרים, ההלחמה בשימוש בחיבור, יש נקודת התכה נמוכה והוא נהרס כאשר רמתו חריגה.

Scheme, בייצור אשר ריתוך יושם, יכול לעמוד בטווח רחב של טמפרטורות. אבל שיטה זו של חיבור יש חסרונות. המבנה הפנימי של המתכת בחשיפה לטמפרטורה גבוהה בזמן הריתוך עשוי להשתנות, אשר ישפיע על איכות הנתונים.

יתר על כן, הוא אמור לפקח על המצב של הקשר התרמי במהלך פעולתו. לפיכך, אפשר לשנות מאפיינים של מתכות במעגל בשל השפעות סביבתיות אגרסיביות. חמצון יכול להתרחש או interdiffusion של חומרים. במצב כזה יש צורך להחליף את העבודה של המעגל התרמי.

זני צמדי צומת

בתעשייה המודרנית מייצרת מספר עיצובים, אשר משמשים לייצור צמדים:

• צומת פתוח;

• Insulated לצומת;

• צומת מקורקע.

תכונת הצמדים של צומת הפתוח היא התנגדות עניה להשפעות חיצוניות.

שני הסוגים של מבנים הבאים יכולים לשמש למדידת טמפרטורות בסביבות עוינות, יכול להיות השפעה הרסנית על זוג קשר.

יתר על כן, כיום תעשיית מפתחת מעגלים על טכנולוגיות ייצור השבבים צמדים.

טעות מדידה

דיוק של מאפייני טמפרטורה שהגיעו לידי תרמי תלוי בחומר של קבוצת אנשי הקשר, כמו גם גורמים חיצוניים. האחרונים כוללים את הלחץ, קרינת הרקע או סיבות אחרות שעלולות להשפיע על התכונות הפיסיקליות והכימיות של מתכות, אשר ליצור קשרים.

דיוק מדידה כולל את הרכיבים הבאים:

• שגיאה אקראית שנגרמה תכונות ייצור תרמי;

• טעות שנגרמה על ידי הפרת טמפרטורה "קר" מגע;

• שגיאה, הגורם אשר שימש רעש חיצוני;

• שגיאת מנגנון שליטה.

יתרונות השימוש צמדים

היתרונות של שימוש במכשירים כגון בקרת טמפרטורה, ללא קשר ליישום, הם:

• אינדיקטורים הפער גדול שיכול להיות מוקלט על ידי תרמי;

• ספייק תרמי, אשר מעורב באופן ישיר את הסרת הקריאות ניתן למקם במגע ישיר עם נקודת המדידה;

• תהליך פשוט של צמדים ייצור, חוזק ועמידות הפעולה שלהם.

חסרונות של מדידת הטמפרטורה באמצעות תרמי

החסרונות של החלת צמדים כוללים:

• הצורך לפקח על הטמפרטורה ברציפות של מגע תרמי "קר". זוהי תכונה ייחודית של העיצוב של מכשירי מדידה, אשר מבוססים על תרמי. עיקרון הפעולה של התכנית מצמצם את היקפו. הם עשויים לשמש רק כאשר טמפרטורת הסביבה היא מתחת לטמפרטורה בנקודת המדידה.

• הפר את המבנה הפנימי של מתכות המשמשות בייצור של תרמי. העובדה היא כי בשל הסביבה החיצונית מגעים לאבד האחידות שלהם, הגורמת שגיאות קריאות הטמפרטורה מיוצרות.

• במהלך המדידה של הקבוצה התרמית במגע בדרך כלל חשוף להשפעות סביבתיות שליליות, הגורמות להפרעות בפעולה. זה שוב דורש האיטום של אנשי הקשר, מה שגורם לעלויות אחזקה נוספות של חיישנים כאלה.

• קיימת סכנה של חשיפת גלים אלקטרומגנטיים ידי תרמי שבנייתם מספקת לקבוצת אנשי קשר ארוכה. זה גם יכול להשפיע על תוצאות של מדידות.

• בחלק מהמקרים, הפגיעה מתרחשת קשר ליניארי בין הזרם החשמלי המתעוררות תרמי ואת הטמפרטורה באתר המדידה. מצב זה דורש מנגנון בקרת כיול.

מסקנה

למרות חסרונותיו, שיטת המדידה של טמפרטורה עם צמדים, אשר הומצא ראשונה ונבדקו במאה ה -19, מצאה היישום הרחב שלה בכל ענפי התעשייה מודרנית.

יתר על כן, קיימים יישומים שבם שימוש צמדים הוא הדרך היחידה להשיג את נתוני הטמפרטורה. וזה לקרוא את החומר הזה, אתה מבין את העקרונות הבסיסיים כראוי עבודתם.