Termoelementtien lämpötilan hallinta

Termoelementti on eräänlainen lämpötilan anturielementti. Se mittaa suoraan lämpötilan ja muuntaa lämpötilasignaalin termoelektriseksi potentiaalisignaaliksi, joka muunnetaan sitten mitatun väliaineen lämpötilaan sähköinstrumenttien (sekundaariset instrumentit) kautta. Lämpötilan mittauksen perusperiaate on, että kaksi erilaista koostumusta aiheuttavaa johtimen muodostaa suljetun piirin. Kun molemmissa päissä on lämpötilagradientti, virta virtaa piirin läpi, ja kahden pään välissä on sähkömoottorivoima - termoelektrinen voima, kahden pään välillä,
Tämä on ns. Seebeck-efekti. Kun kolmas metallimateriaali on kytketty termoelementtipiiriin, niin kauan kuin materiaalin kahden kosketuksen lämpötila on sama, termoelementin tuottama termoelektrinen potentiaali pysyy muuttumattomana, eikä kolmannen metallin kytkentä siihen liittyvä liitäntä piiriin. Siksi, kun lämpötila -mittausta käytetään lämpötilan mittaamiseen, mittauslaite voidaan kytkeä termoelektrisen potentiaalin mittaamiseksi, ja mitatun väliaineen lämpötila voidaan määrittää.
Kaksi homogeenista johtimia, joilla on erilaiset koostumukset, ovat termoelektrisiä elektrodeja, joissa korkeampi lämpötilapää ja alhaisempi lämpötilapää on vapaana päänä, joka on yleensä vakiona. Luo termoelementtien kalibrointitaulukko, joka perustuu termoelektrisen potentiaalin ja lämpötilan välillä; Kalibrointitaulukko saadaan 0 asteen vapaan päätylämpötilan tilassa, ja eri lämpöparilla on erilaiset kalibrointitaulut.

Termoelementtilämpötilanturin toimintaperiaate

Kaksi johdinta, joilla on erilaiset koostumukset (kutsutaan termoelementtilankoiksi tai termoelektriset elektrodit), on kytketty molemmissa päissä piirin muodostamiseksi. Kun liitoksen lämpötila on erilainen, piirissä syntyy sähkömoottorivoima, jota kutsutaan termoelektriseksi vaikutukseksi, ja tätä elektromotiivivoimaa kutsutaan termoelektriseksi potentiaaliksi. Termoelementit käyttävät tätä periaatetta lämpötilan mittaamiseen, jossa väliaineen lämpötilan mittaamiseen käytettyä päätä kutsutaan työpääksi (tunnetaan myös nimellä mittauspää), ja toista päätä kutsutaan kylmäpääksi (tunnetaan myös nimellä kompensoiva pää); Kytke kylmäpää näyttölaitteeseen tai vastaava instrumentti, ja näyttöinstrumentti osoittaa termoelektrisen potentiaalin, jonka on tuottanut termoelementti.

Termoelementit ovat tosiasiallisesti energiamuuntimia, jotka muuttavat lämpöenergian sähköenergiaksi ja mittaavat lämpötilan käyttämällä generoitua termoelektristä potentiaalia. Termoelementtien termoelektrisen potentiaalin suhteen seuraavat ongelmat on huomattava:
1. Termoelementin tuottaman termoelektrisen potentiaalin suuruus ei liity termoelementin pituuteen ja halkaisijaan, kun materiaali on tasaista, vaan vain termoelementin materiaalin koostumukseen ja lämpötilaero molemmissa päissä;

2

3. Kun kahden lämpötilajohdon koostumus on määritetty, termoelementin termoelektrisen potentiaalin suuruus liittyy vain termoelementin lämpötilaeroon; Jos termoelementin kylmän pään lämpötila pysyy vakiona, termoelementtipotentiaali, joka tulee termoelementtiin, on vain työpään lämpötilan yhden arvon funktio.

Termoelementin mittaustarkkuus ja lämpötilan mittausalue

Kaksi erilaista johtimien tai puolijohteiden A ja B materiaalia hitsataan yhteen suljetun piirin muodostamiseksi, kuten kuvassa esitetään. Kun johtimien A ja B kahden kiinnityskohdan 1 ja 2 välillä on lämpötilaero, niiden välillä syntyy sähkömoottorivoima, mikä johtaa piireissä tietyn voimakkuuden virtaan. Tätä ilmiötä kutsutaan termoelektriseksi vaikutukseksi. Termoelementit työskentelevät hyödyntämällä tätä vaikutusta.

Lämpöparien valinnan tulisi perustua toimintalämpötila -alueen, vaadittavan tarkkuuden, käyttöilmapiirin, mitatun esineen, vasteajan ja taloudellisten hyötyjen, kattavaan huomiointiin.

1. S-tyypin ja B-tyyppisten lämpöparien ilmakehän valinta sopii voimakkaaseen hapettamiseen ja heikkoon pelkistäviin ilmakehmiin, kun taas J-tyypin ja T-tyypin lämpöpöydät ovat sopivia heikkoihin hapettaviin ja pelkistämiseen ilmakehän. Jos käytetään suojaavaa putkea, jolla on hyvä ilmatiivitys, ilmakehän vaatimukset eivät ole kovin tiukkoja.

2. Mittaustarkkuuden ja lämpötilan mittausalue perustuu yleensä B-tyypin lämpöparien käyttöön, kun lämpötila on välillä 1300 ~ 1800 astetta ja vaadittu tarkkuus on suhteellisen korkea; Tarkkuuden vaatimus ei ole korkea, ja ilmakehän avulla volframirenit -lämpöparit käyttivät. Yleensä volfram renium -lämpöparit valitaan lämpötiloihin, jotka ovat yli 1800 astetta; S-tyypin lämpöparit ja N-tyyppiset lämpöparit ovat saatavana käytettäväksi lämpötiloissa, jotka vaihtelevat välillä 1000-1300 astetta, jotka vaativat suurta tarkkuutta; K-tyyppisiä ja N-tyyppisiä termoelementtejä käytetään yleensä alle 1000 asteen, kun taas E-tyypin lämpöparia käytetään yleensä alle 400 asteen; 250 asteen ja negatiivisen lämpötilan mittauksissa käytetään yleensä T-tyyppisiä termoelementtejä. Matalassa lämpötiloissa T-tyypin lämpöparit ovat vakaita ja niiden tarkkuus on korkea.

3. Kestävyyden ja lämpövasteen valinnalla: Lämpömuotoilla, joilla on suurempi langan halkaisija, on parempi kestävyys, mutta hitaampi vaste. Termoelementtien, joilla on suurempi lämpökapasiteetti, vaste on hitaampi. Kun mitataan lämpötiloja suurilla kaltevuuksilla, lämpötilan hallinta on heikko lämpötilanhallinta. Sillä vaaditaan nopea vasteaika ja tietty kestävyys, joten panssaroidun nukkeen valitseminen on sopivampaa.

4. Termoelementtien valinta mitatun objektin ominaisuuksien ja tilojen perusteella

Värähtelevien esineiden, värähtelevien esineiden ja korkeapaine-verisuonten lämpötilan mittaus vaatii suurta mekaanista lujuutta, tarvitaan suojaputkia, joilla on kemiallinen pilaantuminen ja korkea eristys tarvitaan sähköisten häiriöiden läsnä ollessa.

5. Varotoimenpiteet

Termoelementin insertion syvyys on hyvin pieni: sen ei pitäisi olla vähemmän kuin 8-10 kertaa sen suojaholkin ulomman halkaisijan (paitsi erikoistuotteet)

◆ Termoelementti [1] Nimellispaine: Yleensä viittaa staattiseen ulkoiseen paineeseen, jonka suojaputki kestää ja repeämään työlämpötilassa.

◆ Eristyskestävyys: Kun ympäristön lämpötila on {{0}} aste ja suhteellinen kosteus on alle 80%, eristysvastus on suurempi tai yhtä suuri kuin 5 megohmia (jännite 100V). Termoelementtien, joilla on roisketoistetut liitoskorttiet, eristysvastus on suurempi tai yhtä suuri kuin 0,5 megohms (jännite 100 V), kun suhteellinen lämpötila on 93 ± 3 astetta

◆ Eristysvastus korkeissa lämpötiloissa: Termoelementtien kohdalla eristysvastus (metriä kohti) kuuman elektrodin (mukaan lukien kaksoishaaran tyyppi) ja suojaputken sekä kaksoishaaran kuumien elektrodien välillä tulisi olla suurempi kuin alla olevassa taulukossa määritetyt arvot.