Termoparea: funtzionamenduaren printzipioa, gailua

Tenperatura neurtzeko hainbat gailu eta mekanismo daude. Zenbait horietako eguneroko bizitzan erabiltzen dira, batzuk - azterketa fisiko desberdinetan, ekoizpen prozesuetan eta beste industrietan.

Horrelako gailua termoparoa da. Eragiketa printzipioa eta gailu honen eskema hurrengo ataletan aztertuko dira.

Termoparearen oinarri fisikoa

Termoparearen funtzionamendu printzipioa prozesu fisiko arruntetan oinarrituta dago. Lehen aldiz, Thomas Verbeck-en zientzialari alemaniarrak ikertu zuen gailu honen oinarria.

Fenomenoaren esentzia, honela termopatuaren ekintza printzipioa honakoa da: Zirkuitu itxi batean, hainbat motatako bi zuzendari, elektrizitatea sortzen denean tenperatura jakin bat aplikatzen da.

Ondorengo korronte elektrikoa eta tenporadoreak tenperatura linealki menperatzen dituzte. Hau da, tenperatura altuagoak, termoelektroek sortutako korronte elektrikoa handiagoa da. Horrela funtzionatzen dute termoparak eta erresistentzia termometroa.

Kasu honetan, termoelementu bateko kontaktua tenperatura neurtzeko beharrezkoa den puntua da, "beroa" deritzo. Bigarren kontaktua, hau da, "hotza", - kontrako noranzkoan. Termoparatak neurtzeko aplikazioa bakarrik onartzen da gela-tenperatura neurtzeko gunean baino txikiagoa bada.

Thermocouple eragiketa eskema labur bat da, eragiketa printzipioa. Hurrengo atalean termopare motak aztertuko ditugu.

Termoparak motak

Industria bakoitzean, tenperatura neurketak behar direnean, termoparoa batez ere erabiltzen da. Unitate honen mota desberdinak funtzionatzeko gailua eta printzipioa azaltzen dira.

Chromel-aluminiozko termopareak

Termoparo zirkuitu horiek kasu gehienetan erabiltzen dira sentsore eta zundak ekoizteko, eta horrek produkzio industrialaren tenperatura kontrolatzen du.

Bere ezaugarri bereizgarriak prezio nahiko baxua eta tenperatura neurtu sorta zabala deitu daitezke. Tenperatura -200 eta 13000 gradu arteko zatitzailea konpontzeko aukera ematen dute.

Ez da komeni altzairu sufrezko edukia duten tailer eta instalazioetan aleazio bereko antzeko termofoak erabiltzea, elementu kimiko honek kaltea eragiten baitu kromoz eta aluminioz, gailuaren funtzionamenduan nahasteak eragiten baititu.

Chromel-Copel termoparak

Thermocoupearen printzipioa, zeinen kontaktu-taldea aleazioek osatzen dute, berdina da. Baina gailu horiek batez ere likidoa edo gaseosa batean funtzionatzen dute propietate neutro eta ez aggresiboekin. Goi tenperatura indizeak ez du gainditzen + 8000 gradu Celsius.

Termopatu antzeko bat erabiltzen da, bere funtzionamenduaren printzipioak edozein gainazalen berotze-maila zehazteko erabiltzen du, esate baterako, sutegia irekitzeko tenperatura edo beste antzeko egiturak zehazteko.

Iron-Constantan termoparak

Termokonperazioko kontaktu konbinazio hau ez da jotzen diren barietateen lehen bezain arruntak. Termoparataren funtzionamenduaren printzipioa berdina da, baina konbinazio hau giro arraro batean frogatu da. Batez besteko tenperaturaren neurria ez da% 1200 baino handiagoa izan behar.

Hala eta guztiz ere, tenperatura +7000 gradu baino gehiago igotzen bada, burdinaren propietate fisiko eta kimikoen aldaketak direla eta neurrien zehaztasuna urratzeko arriskua dago. Nahiz eta termoparuntzako burdin kontaktuaren korrosioa kasuetan inguruko airea ur lurrunak badira.

Platinozko / Platinozko termoparak

Fabrikazioan termopare garestiena. Eragiketaren printzipioa berdina da, baina ezberdina da tenperaturak egonkorrak eta fidagarriak diren irakurketen arabera. Jaisteko sentikortasuna du.

Gailu hauen aplikazioaren eremu nagusia tenperatura altuak neurtzea da.

Tungsteno-renio termoparak

Gainera, tenperatura altuak neurtzeko erabiltzen da. Eskema honekin konpondu daitekeen gehienezko muga 25 mila Celsius da.

Haien aplikazioak zenbait baldintza eskatzen ditu. Horrela, tenperatura neurtzean, inguruko giroa erabat ezabatu behar da, oxidazio-prozesuaren ondorioz kontaktu negatiboak eragiten baititu.

Horretarako , tungsteno-renio termoparak normalean jartzen dira beren elementu babesten duten gas inertez betetako estalki babesgarriak.

Goian, lehendik dauden termoparak kontuan hartuta, gailua, bere funtzionamenduaren printzipioa, erabilitako aleazioen arabera. Orain dezagun diseinuaren ezaugarri batzuk.

Termopar diseinuak

Badira bi termopuntu mota nagusiak.

• Geruza isolatzaile baten erabilera. Termoparataren diseinu honek korronte elektrikoaren laneko geruza isolatzea dakar. Esate baterako, prozesua termopar bat erabiltzea ahalbidetzen du lurrean sarrera isolatu gabe.

• Geruza isolatzaile baten erabilera gabe. Termoparak horrelako zirkuituetan soilik konekta daitezke, eta sarrerek ez dute lurrean kontakturik. Baldintza hori betetzen ez bada, gailuak bi zirkuitu itxitako zirkuitu independenteak izango ditu, eta ondorioz, termometroekin lortutako irakurketak ez du errealitatearekin bat etorriko.

Thermocouple carrera eta bere aplikazioa

Gailu honen bertsio bereizi bat dago, "exekutatzen" deitzen dena. Thermocouple bidaiarien printzipioa xehetasun handiagoz aztertzen ari da.

Diseinuan, batez ere, altzairuzko billetearen tenperatura zehazteko torneaketa, fresaketa eta antzeko makinak prozesatzean zehar.

Kontuan izan behar da, kasu honetan, ohiko termoparazio bat erabiltzea, hala ere, fabrikazio-prozesuak tenperaturaren erregimenaren zehaztasun handia eskatzen badu, ezin da gehiegizko kalkulagailua termoparatzea.

Metodo hau erabiltzen denean, kontaktu-elementuak preformatu egiten dira preformatuan. Gero, hutsik dagoen prozesatzean, kontaktuak etengabe makina ebakitzailearen edo beste makina lanabes baten aurrean jartzen dira. Horren ondorioz, loturak (hau da, tenperaturaren adierazleak kentzeko elementu nagusia) "exekutatzen" kontaktuak bidez.

Eragin hau unibertsalki aplikatzen da metalgintza industrian.

Thermocouple diseinuaren ezaugarri teknologikoak

Termoparatarako laneko zirkuitua fabrikatzen denean, metalezko bi kontaktu elkarrekin soldatzen dira, material desberdinetakoak direnez. Ibilbidea deitzen da "bidegurutzean".

Kontuan izan behar da ez dela beharrezkoa konexio hori iltzeak erabiliz egitea. Bi kontaktu elkartu bihur da nahikoa. Hala ere , produkzio-modu horrek ez du fidagarritasun-maila nahikoa izango, eta tenperaturaren adierazleak kentzeak akatsak sor ditzake.

Tenperatura altuak neurtu behar badira, metalezko erpin bat soldaduraz ordezkatuko da. Hori dela eta, kasu gehienetan konexioan erabiltzen den soldadutza urtze-puntu baxua da eta maila gainditzen denean suntsitzen da.

Soldadura erabili zeneko erregimenek tenperatura altuagoa izan dezakete. Baina konexio metodo hau desabantaila da. Metalaren barne egitura soldadura garaian tenperatura altuaren eraginpean alda daiteke, lortutako datuak kalitatean eragina izan dezan.

Horrez gain, eragiketa zehar termoparoko kontaktuen egoera kontrolatu egin behar da. Horrela, zirkuituan dauden metalen ezaugarriak aldatu daitezke ingurune oldarkorraren eragina dela eta. Materialen oxidazio edo elkarren hedapena egon daiteke. Egoera horretan, thermocouple laneko zirkuitua ordezkatu behar da.

Termokopean lotune motak

Industria modernoak termopareak fabrikatzean erabiltzen diren diseinuak sortzen ditu:

• Irekiera irekiarekin;

• Ibilaldi isolatuarekin;

• Beheko bidegurutzean.

Juntura irekia duten termopareek dituzten ezaugarriek kanpoko eraginekiko erresistentzia eskasa da.

Bi eraikuntza mota hauek tenperaturak neurtzeko tenperatura neurtzeko kontaktu-bikoteak eragin suntsitzaile bat izan dezake.

Horrez gain, gaur egun termoekapenen ekoizpena semiconductor teknologian masterizatzen ari da.

Neurriaren errorea

Thermocouplek lortutako tenperaturaren parametroen zuzenekoak kontaktuen taldearen materialaren araberakoak dira, baita kanpoko faktoreak ere. Azkenean, presioak, erradiazioaren atzeko planoak edo kontaktuak egiten dituzten metalen parametro fisikokimikoen eragina izan dezaketen bestelako arrazoiak daude.

Neurrien errorea ondorengo osagaiak dira:

• Ezaugarri termoelementuen fabrikazio-ezaugarriek sortutako ausazko akatsa.

• Akatsa "hotza" kontaktuaren tenperaturaren erregimenaren urratzea eraginda;

• Kanpoko interferentziak eragindako akatsa.

• Kontrol ekipoen zehaztasuna.

Termoparak erabiltzearen abantailak

Tenperatura kontrolatzeko gailu horiek erabiltzeko abantailak, edozein aplikazio eremutan izan ezik, honakoak dira:

• Termoparekin konpondu daitezkeen adierazle sorta zabala;

• Thermocoupe-ren puntak, zuzenean parte hartzen duten irakurketak egiteko, puntu zuzenean kontaktu zuzenean jar daitezke;

• Prozesu sinplea termoparak fabrikatzeko, bere indarra eta funtzionamenduaren iraunkortasuna.

Neurtzeko tenperatura desabantailak termopararekin

Thermocouple erabiliz desabantailak honakoak dira:

• Beharrezkoa da "termo" hotzaren kontaktuaren tenperatura etengabe kontrolatzea. Neurketa-tresnen diseinuaren ezaugarri bereizgarria da termopar batean oinarrituta. Eskema honen funtzionamendu printzipioa bere aplikazioaren esparrua murrizten du. Tenperatura baino txikiagoa bada, tenperatura baino txikiagoa izango da neurketa-puntuan.

• Termoparataren fabrikazioan erabiltzen diren metalen barne egitura urratzea. Izan ere, kanpoko ingurunearen eraginaren ondorioz, kontaktuak uniformetasuna galtzen dute eta lortutako tenperaturen indizeen akatsak eragiten ditu.

• Neurketan zehar, termopenduaren kontaktu-taldea normalean ingurumenaren eragin negatiboak izaten dira, eragiketaren eraginez. Horrek berriro eskatzen du kontaktuak zigilatzea, sentsore horiek mantentzeagatiko kostu gehigarriak eragiten dituelako.

• Olatu elektromagnetikoak termopar batean jarduten duen arriskua dago, eta horren diseinuak kontaktu talde luzeak eskaintzen ditu. Neurriaren emaitzak ere eragin ditzake.

• Zenbait kasutan, thermokopean sortutako korronte elektrikoaren eta tenperaturaren arteko erlazio lineala urratzen da. Egoera antzeko batek kontrol ekipoak kalibratzea eskatzen du.

ondorio

Nahitaezko gabeziak izan arren, XIX. Mendean asmatu eta probatu ziren termoparak tenperatura neurtzeko metodoak industria modernoaren adar guztietako aplikazio zabala aurkitu zuen.

Gainera, termoekapenen erabilera tenperatura-datuak lortzeko modu bakarra da. Material hori ezagutu ondoren, ondo ulertu duzu lanaren oinarrizko printzipioak.