בקרת טמפרטורה של צמד תרמי
השאר הודעה
צמד תרמי הוא סוג של אלמנט לחישת טמפרטורה. הוא מודד ישירות את הטמפרטורה וממיר את אות הטמפרטורה לאות פוטנציאלי תרמו -אלקטרי, המומר אז לטמפרטורה של המדיום שנמדד דרך מכשירים חשמליים (מכשירים משניים). העיקרון הבסיסי של מדידת הטמפרטורה הוא ששני מוליכים עם קומפוזיציות שונות יוצרים מעגל סגור. כשיש שיפוע טמפרטורה בשני הקצוות, הזרם יזרום במעגל, ויהיה כוח אלקטרומוטיבי - כוח תרמו -אלקטרי - בין שני הקצוות,
זהו מה שמכונה אפקט Seebeck. כאשר חומר מתכת שלישי מחובר למעגל צמד תרמי, כל עוד הטמפרטורה של שני המגעים של החומר זהה, הפוטנציאל התרמו -אלקטרי שנוצר על ידי הצמד התרמי יישאר ללא שינוי ולא יושפע מחיבור המתכת השלישית למעגל. לכן, בעת שימוש בצמד תרמי למדידת טמפרטורה, ניתן לחבר מכשיר מדידה למדידת הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני, וניתן לקבוע את הטמפרטורה של המדיום המדוד.
שני מוליכים הומוגניים עם קומפוזיציות שונות הם אלקטרודות תרמו -אלקטריות, עם קצה הטמפרטורה הגבוה יותר כסוף העבודה וקצה הטמפרטורה הנמוך יותר כקצה החופשי, שהוא בדרך כלל בטמפרטורה קבועה. צור טבלת כיול תרמית בצמד תרמי המבוסס על הקשר התפקודי בין פוטנציאל תרמו -אלקטרוני לטמפרטורה; טבלת הכיול מתקבלת בתנאי של טמפרטורת קצה חופשית של 0, ולצמדות תרמיות שונות יש טבלאות כיול שונות.
עיקרון עבודה של חיישן טמפרטורת הצמד התרמי
שני מוליכים עם קומפוזיציות שונות (המכונות חוטי צמד תרמי או אלקטרודות תרמו -אלקטרוניות) מחוברים בשני הקצוות ליצירת מעגל. כאשר הטמפרטורה של הצומת שונה, נוצר כוח אלקטרומוטיבי במעגל, הנקרא אפקט תרמו -אלקטרי, וכוח אלקטרומוטיבי זה נקרא פוטנציאל תרמו -אלקטרוני. צמד תרמי משתמש בעקרון זה למדידת טמפרטורה, כאשר הסוף המשמש ישירות למדידת הטמפרטורה של המדיום נקרא סוף העבודה (המכונה גם סוף המדידה), והקצה השני נקרא הקצה הקור (הידוע גם בשם הקצה המפצה); חבר את הקצה הקור למכשיר התצוגה או מכשיר ההתאמה, ומכשיר התצוגה יצביע על הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני שנוצר על ידי הצמד התרמי.
צמד תרמי הוא למעשה ממירי אנרגיה הממירים אנרגיה תרמית לאנרגיה חשמלית ומודדים טמפרטורה באמצעות הפוטנציאל התרמו -אלקטרי שנוצר. לגבי הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני של צמד תרמי, יש לציין את הנושאים הבאים:
1. גודל הפוטנציאל התרמו -אלקטרי שנוצר על ידי צמד תרמי אינו קשור לאורך ולקוטר של הצמד התרמי כאשר החומר אחיד, אלא רק להרכב חומר הצמד התרמי והפרש הטמפרטורה בשני הקצוות;
2. הפוטנציאל התרמו -אלקטרי של צמד תרמי הוא ההבדל בתפקוד הטמפרטורה בין שני הקצוות של סוף העבודה של הצמד התרמי, ולא את הפרש הטמפרטורה בין הקצה הקור לקצה העבודה של הצמד התרמי;
3. לאחר קביעת ההרכב של שני חוטי הצמד התרמי, גודל הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני של הצמד התרמי קשור רק להבדל הטמפרטורה של הצמד התרמי; אם הטמפרטורה של הקצה הקור של הצמד התרמי נשארת קבועה, הפוטנציאל התרמו -אלקטרי הנכנס לצמד התרמי הוא רק פונקציית ערך יחיד של טמפרטורת הקצה.
בחירת דיוק מדידת צמד תרמי וטווח מדידת טמפרטורה
שני חומרים שונים של מוליכים או מוליכים למחצה A ו- B מרותכים זה לזה ליצירת מעגל סגור, כפי שמוצג באיור. כאשר יש הפרש טמפרטורה בין שתי נקודות ההתקשרות 1 ו -2 של מוליכים A ו- B, נוצר כוח אלקטרומוטיבי ביניהם, וכתוצאה מכך זרם בעוצמה מסוימת במעגל. תופעה זו נקראת אפקט תרמו -אלקטרוני. צמד תרמי עובד על ידי שימוש באפקט זה.
בחירת הצמדות התרמיות צריכה להיות מבוססת על שיקול מקיף של טווח הטמפרטורה ההפעלה, דיוק נדרש, אטמוספרה הפעלה, ביצועי האובייקט המדוד, זמן התגובה והיתרונות הכלכליים.
1. בחירת האטמוספרה לתוספות תרמיות מסוג S ו- B מתאימה לחמצון חזק ולפחתה חלשה באטמוספרות, ואילו צמד תרמי מסוג J ו- T מתאים לחמצון חלש והפחתת אטמוספרות. אם משתמשים בצינור מגן עם אטום אוויר טוב, הדרישות לאטמוספירה אינן מחמירות במיוחד.
2. בחירת דיוק המדידה וטווח מדידת הטמפרטורה מבוססת בדרך כלל על השימוש בתוכניות תרמיות מסוג B כאשר הטמפרטורה היא בין 1300 ~ 1800 מעלות והדיוק הנדרש גבוה יחסית; הדרישה לדיוק אינה גבוהה, והאטמוספרה מאפשרת שימוש בתוכניות תרמיות של רניום טונגסטן. באופן כללי, צמד תרמי של טונגסטן רניום נבחרו לטמפרטורות מעל 1800 מעלות; צמדים תרמיים מסוג S ו- Sumpocomes מסוג N זמינים לשימוש בטמפרטורות שנעו בין 1000 ל 1300 מעלות, הדורשות דיוק גבוה; צמד תרמי מסוג K-type ו- N משמש בדרך כלל מתחת ל 1000 מעלות, ואילו צמד תרמי מסוג E משמש בדרך כלל מתחת ל -400 מעלות; במדידות טמפרטורה של 250 מעלות ושליליות משתמשים בדרך כלל עם צמד תרמי מסוג T. בטמפרטורות נמוכות, צמד תרמי מסוג T יציב ובעלי דיוק גבוה.
3. לבחירת העמידות וההיענות התרמית: צמד תרמי עם קוטר תיל גדול יותר יש עמידות טובה יותר, אך תגובה איטית יותר. עבור צמד תרמי עם יכולת חום גדולה יותר, התגובה איטית יותר. כאשר מדידת טמפרטורות עם שיפועים גדולים, בקרת הטמפרטורה ירודה תחת בקרת טמפרטורה. זה נדרש לזמן תגובה מהיר ומידה מסוימת של עמידות, ולכן בחירת בובה משוריינת מתאימה יותר.
4. בחירת צמד תרמי המבוסס על המאפיינים והמצבים של האובייקט הנמדד
מדידת הטמפרטורה של חפצים רוטטים, חפצים רוטטים וכלי לחץ גבוה דורשת חוזק מכני גבוה, צינורות מגן נדרשים לאטמוספרות עם זיהום כימי, ובידוד גבוה נדרש בנוכחות הפרעה חשמלית.
5. אמצעי זהירות
עומק ההכנסה של הצמד התרמי קטן מאוד: הוא לא אמור להיות פחות מ- 8-10 פעמים הקוטר החיצוני של שרוול המגן שלו (למעט מוצרים מיוחדים)
◆ צמד תרמי [1] לחץ נומינלי: בדרך כלל מתייחס ללחץ החיצוני הסטטי אותו יכול צינור המגן לעמוד ולהקרע בטמפרטורת העבודה.
◆ התנגדות לבידוד: כאשר טמפרטורת האוויר בסביבה היא {{0}} והלחות היחסית היא פחות מ- 80%, התנגדות הבידוד גדולה או שווה ל -5 מגהם (מתח 100 וולט). צמד תרמי עם תיבות צומת הוכחת התזה יש עמידות לבידוד של יותר או שווה ל 0.5 מגהם (מתח 100 וולט) כאשר הטמפרטורה היחסית היא 93 ± 3 מעלות
◆ התנגדות לבידוד בטמפרטורות גבוהות: עבור צמד תרמי, התנגדות הבידוד (למטר) בין האלקטרודה החמה (כולל סוג הענף הכפול) וצינור המגן, כמו גם בין האלקטרודות החמות של הענף הכפול, צריכות להיות גדולות יותר מהערכים שצוינו בטבלה שלהלן.
