Изработване на термодвойка или пирометър

За да се направи измервател на температурата на пещта, сензорният елемент трябва да бъде особено здрав, за да може да издържа на екстремално високите температури, които обикновено се развиват в пещи и фурни.

Какво е пещ

Обяснената тук схема на пирометър се основава на принципа на термодвойката, който може да се използва за отчитане на високи температури директно от пещта или подобни източници на висока температура.

Статията обяснява ясна концепция, която е включена от много време за измерване на високи температури, както в пещи и фурни. Схемата е приложена тук.

Пещ, както всички знаем, е устройство или камера, където се генерират температури при много високи нива. Пещите могат да бъдат от много различни видове, вариращи от тези, които се използват в домовете, до индустриалните типове, които са основно свързани с обработката на метали, сплави, руди и т.н.

Пещите, използвани в къщи (наричани още котли), са свързани само с повишаване на температурата в интериора до подходящи нива и следователно не включват критични температурни нива за необходимата цел.

Въпреки това при промишлените пещи, ако нивото на температурата има тенденция да се колебае, това може да доведе до сериозни последици и да причини увреждане на преработената продукция. Следователно, температурата в тези пещи трябва да се следи чрез подходящи средства, за предпочитане чрез електроника.

Какво е ефект на Seebeck

През 1821 г. изследователят Томас Йохан Зеебек отбелязва, че когато два разнородни метала се сливат или свързват в краищата си, за да образуват две противоположни кръстовища и когато единият от кръстовищата се нагрява, докато другият се охлажда, токът започва да тече през системата.

Това беше потвърдено чрез поставяне на компас близо до един от горепосочените метали, който създава деформации по време на процеса.

По-късно явлението е изследвано и кръстено на съответните учени като ефект на Пелтие и Томсън.

Как работи термодвойката сензор

Следните примери ще обяснят как протичат явленията: Помислете за два различни метала, мед и алуминий. Нека металите да бъдат оформени в бримки и съединени в краищата им чрез усукване, както е показано на фигурата.

Сега, както е обяснено по-горе, да предположим, че един от кръстовищата е нагрят, поддържайки другия кръстовище при стайна температура, потокът на ток може просто да бъде потвърден чрез въвеждане на мили амперметър навсякъде последователно с „веригата“ или както е показано на диаграмата.

Амперметърът обаче определя и измерва само потока на тока и ако искаме да измерим напрежението или потенциалната разлика в окабеляването, ще трябва да използваме волтметър или по-скоро волтметър Milli и да го свържем, както е дадено на следващата диаграма.

Тук можем да видим, че вторият кръстовище на горната верига е отворен и получените клеми са конфигурирани с клемите на волтметъра.

Горните указания и принципи изглеждат доста ясни и лесна алтернатива за измерване на високи температури.

Недостатъци на термодвойката сензор

Системата обаче като един голям недостатък, тъй като цялото явление работи и се основава на температурните разлики на съответните кръстовища, означава, че въвеждането на всякакви следващи кръстовища би повлияло пряко и ще попречи на действителните показания на системата.

Когато свързваме клемите на измервателния уред към гореописаните краища на термодвойките, връзките поотделно действат като още два кръстовища, вливащи още две точки за отчитане на температурата, които могат или да добавят, или да приспаднат показанията от действителното усещане, което се случва в другия край.

Но като каза това, условията могат да бъдат коригирани, като се поддържат връзките на измервателните уреди възможно най-кратки. Това означава, че ако проводниците на измервателния уред са абсолютно малки или с други думи, ако измервателният уред е свързан директно през краищата на термодвойката, разликите могат да бъдат пренебрежимо малки и могат да бъдат игнорирани.

Въпреки че този принцип обикновено се избягва и проблемът се отстранява чрез балансиране на смущенията чрез мостова мрежа на Уитстоун. Въпреки това, с нашия експеримент, за да сведем до минимум усложненията, можем да направим предлагания измервател на температурата чрез интегриране на връзките на термодвойките директно към крайните точки на измервателния уред.

Ние използваме доста необичаен, но много ефективен метод за избор на дълги пръти от двата разнородни метала, който ще ни помогне да изолираме измервателния уред от топлината на пещта на безопасно разстояние и въпреки това да произведем достатъчно точни показания на измерената температура

Как да направите пирометър с помощта на термодвойка сензор

Следващото обяснение ще ви илюстрира цялата процедура:

За направата на обсъждания измервател на температурата на пещта ще са ви необходими следните материали:

Медни и алуминиеви пръчки - дълги 2 фута и половина, всеки с диаметър половин сантиметър.

Амперметър - 1 mA, FSD, измервателен уред с тип намотка.

Дървен блок с дръжки, пробити по подходящ начин с проходни отвори за подсилване на металните пръти.

Следващата процедура обяснява как да направите термодвойка или пирометърна верига.

Процедура за изграждане на пирометър:

Използвайки внимателно шкурка, почистете внимателно металните пръти, така че всякакви въглеродни или корозионни слоеве да се остъргват, а металите да станат блестящи.

С помощта на чифт носови клещи внимателно огънете металите под определен ъгъл (както е показано на схемата) и завъртете здраво краищата с клещите.

В това състояние пръчките ще бъдат в доста уязвима ситуация и ще трябва да бъдат подсилени в свободните краища, така че кръстовището да не се разпадне.

Извършва се чрез леко насочване на прътите през отворите на добре оразмерен дървен блок, сондажът трябва да бъде избран така, че прътите да преминават плътно през тях.

Сега измервателният уред може да бъде подходящо фиксиран върху самия дървен блок и краищата на пръта също са свързани към клемите на измервателния уред.

Тъй като прикрепеният измервателен уред е амперметър, ще е необходим подходящо изчислен резистор през неговите клеми, така че напрежението върху него може да бъде преобразувано в четлива потенциална разлика или напрежение, съответстващо директно на температурата, отчетена в крайния край на термодвойката.

Скалата на измервателния уред също ще трябва да бъде калибрирана линейно според съответните температурни показания.