Výroba termočlánku alebo obvodu pyrometra

Na výrobu merača teploty v peci je potrebné, aby snímací prvok bol obzvlášť robustný, aby vydržal extrémne vysoké teploty, ktoré sa všeobecne vyskytujú v peciach a rúrach.

Čo je to pec

Tu vysvetlený obvod pyrometra je založený na princípe termočlánku, ktorým sa dá odčítať vysoká teplota priamo z pece alebo podobných zdrojov vysokej teploty.

Tento článok vysvetľuje priamy koncept, ktorý je už veľmi dlho zavedený na meranie vysokých teplôt ako v peciach a rúrach. Dizajn obvodu je priložený v tomto dokumente.

Pec, ako všetci vieme, je zariadenie alebo komora, v ktorej sa vytvárajú teploty na veľmi vysokých úrovniach. Pece môžu byť rôznych typov, od tých, ktoré sa používajú v domácnostiach, až po priemyselné typy, ktoré sú zásadne spojené so spracovaním kovov, zliatin, rúd atď.

Pece používané v domoch (tiež nazývané kotly) sú spojené iba so zvýšením teploty v interiéri na vhodné úrovne, a preto nezahŕňajú kritické úrovne teploty pre požadovaný účel.

U priemyselných pecí však môže mať pokles teploty tendenciu mať vážne následky a spôsobiť poškodenie spracovaného výkonu. Preto je potrebné teplotu vo vnútri týchto pecí monitorovať pomocou vhodných prostriedkov, najlepšie pomocou elektroniky.

Čo je Seebeckov efekt

V roku 1821 výskumník Thomas Johann Seebeck pozoroval, že keď sa dva odlišné kovy spoja alebo spoja na svojich koncoch za vzniku dvoch protiľahlých spojov a keď sa jeden z nich zahreje, zatiaľ čo druhý sa ochladí, začne prúdiť sústava.

Potvrdilo sa to umiestnením kompasu do blízkosti jedného z vyššie uvedených kovov, ktorý počas procesu spôsoboval priehyby.

Tento fenomén bol tiež neskôr preskúmaný a pomenovaný podľa príslušných vedcov ako Peltierov a Thomsonov jav.

Ako funguje snímač termočlánku

Nasledujúce príklady vysvetlia, ako k javom dochádza: Zvážte dva odlišné kovy, meď a hliník. Nechajte kovy vytvarovať do slučiek a spojiť ich na koncoch skrútením, ako je to znázornené na obrázku.

Teraz, ako je vysvetlené vyššie, predpokladajme, že jeden z križovatiek je zahriaty a druhý križovatka sa udržiava na izbovej teplote, tok prúdu je možné jednoducho potvrdiť zavedením milimetrového ampérmetra kdekoľvek v sérii s „obvodom“ alebo podľa schémy.

Ampérmeter však iba určuje a meria prietok prúdu a ak chceme merať napätie alebo potenciálny rozdiel na elektroinštalácii, budeme musieť použiť voltmetr alebo skôr voltmetr Milli a zapojiť ho, ako je uvedené v nasledujúcom diagrame.

Tu vidíme, že druhý spoj vyššie uvedeného obvodu bol otvorený a výsledné svorky sú konfigurované so svorkami voltmetra.

Vyššie uvedené pokyny a princípy vyzerajú celkom jednoducho a sú ľahkou alternatívou na meranie vysokých teplôt.

Nevýhody snímača termočlánkov

Systém ako jedna veľká nevýhoda, pretože celý jav je funkčný a je založený na teplotných rozdieloch príslušných spojov, znamená, že zavedenie akýchkoľvek ďalších spojov by priamo ovplyvnilo a narušilo skutočné hodnoty systému.

Keď pripojíme svorky meracieho prístroja k vyššie vysvetleným koncom termočlánku, spojenia jednotlivo fungujú ako dva ďalšie spojenia, pričom vzniknú ďalšie dva body snímania teploty, ktoré môžu buď sčítať, alebo odčítať hodnoty zo skutočného snímania prebiehajúceho na druhom konci.

Ale napriek tomu je možné podmienky napraviť udržiavaním čo najkratších spojení merača. To znamená, že ak sú vodiče meracieho prístroja udržiavané absolútne malé alebo inými slovami, ak je merací prístroj pripojený priamo cez konce termočlánku, rozdiely môžu byť zanedbateľne malé a môžu sa ignorovať.

Aj keď sa tomuto princípu obvykle vyhýba a problém sa napraví vyvážením poruchy cez sieť Wheatstoneovho mosta. Avšak s našim experimentom, aby sme minimalizovali komplikácie, môžeme navrhnutý merač teploty vyrobiť integráciou termočlánkových spojov priamo do koncových bodov merača.

Používame pomerne neobvyklú, ale veľmi efektívnu metódu výberu dlhých tyčí z dvoch rozdielnych kovov, čo nám pomôže izolovať merač od tepla pece do bezpečnej vzdialenosti a napriek tomu produkovať primerane presný údaj o nameranej teplote

Ako vyrobiť pyrometer pomocou snímača termočlánkov

Nasledujúce vysvetlenie vám objasní celý postup:

Na výrobu diskutovaného merača teploty pece budete potrebovať nasledujúce materiály:

Medené a hliníkové tyčinky - každá s dĺžkou 2 a pol stopy, priemerom pol centimetra.

Ampérmeter - 1 mA, FSD, merač typu pohyblivej cievky.

Drevený blok s rukoväťami, vhodne vyvŕtaný s priechodnými otvormi na vystuženie kovových tyčí.

Nasledujúci postup vysvetľuje, ako vytvoriť obvod termočlánku alebo pyrometra.

Postup konštrukcie pyrometra:

Pomocou brúsneho papiera jemne očistite kovové tyče, aby ste zoškrabali všetky uhlíkové alebo korózne vrstvy a aby kovy boli lesklé.

Pomocou klieští na nos opatrne ohnite kovy pod určitým uhlom (ako je znázornené na obrázku) a konce kliešťami pevne zakrútte.

V tomto stave budú prúty v dosť zraniteľnej situácii a bude potrebné ich na voľných koncoch zosilniť, aby sa spojenie nerozpadlo.

Robí sa to jemným vedením tyčí cez otvory dobre dimenzovaného dreveného bloku, musí sa zvoliť vŕtanie tak, aby cez ne tyče pohodlne prechádzali.

Merač je teraz možné vhodne pripevniť cez samotný drevený blok a konce tyčí tiež pripojiť k svorkám merača.

Pretože pripojený merač je ampérmeter, bude vyžadovať vhodne vypočítaný odpor na jeho svorkách, takže napätie na ňom môže byť prevedené na čitateľný rozdiel potenciálov alebo napätie zodpovedajúce priamo teplote snímanej na extrémnom konci termočlánku.

Stupnica meradla bude tiež musieť byť kalibrovaná lineárne podľa zodpovedajúcich indikácií teploty.