Vytvoření termočlánku nebo obvodu pyrometru

Aby byl vyroben měřič teploty pece, musí být snímací prvek obzvláště robustní, aby byl schopen odolat extrémně vysokým teplotám obecně vyvíjeným v pecích a pecích.

Co je to pec

Zde vysvětlený obvod pyrometru je založen na principu termočlánku, který lze použít ke čtení vysokých teplot přímo z pece nebo podobných zdrojů vysokých teplot.

Článek vysvětluje přímočarý koncept, který je již velmi dlouho začleněn do měření vysokých teplot jako v pecích a pecích. Zde je přiložen design obvodu.

Pec, jak všichni víme, je zařízení nebo komora, kde se generují teploty na velmi vysokých úrovních. Pece mohou být mnoha různých typů, od těch, které se používají v domácnostech, až po průmyslové typy, které jsou zásadně spojeny se zpracováním kovů, slitin, rud atd.

Pece používané v domech (nazývané také kotle) ​​jsou spojeny pouze se zvýšením teploty v interiéru na vhodné úrovně, a proto nezahrnují kritické úrovně teploty pro požadovaný účel.

U průmyslových pecí však může mít pokles teploty tendenci mít vážné následky a způsobit poškození zpracovávaného výkonu. Proto je třeba teplotu uvnitř těchto pecí sledovat pomocí vhodných prostředků, nejlépe elektronikou.

Co je Seebeckův efekt

V roce 1821 badatel Thomas Johann Seebeck zjistil, že když jsou dva odlišné kovy sloučeny nebo spojeny na svých koncích za vzniku dvou protilehlých spojů a když je jeden z těchto spojů zahříván, zatímco druhý je ochlazován, začne protékat proud systémem.

To bylo potvrzeno umístěním kompasu poblíž jednoho z výše uvedených kovů, který během procesu způsoboval výchylky.

Tento fenomén byl také později prozkoumán a pojmenován podle příslušných vědců jako Peltierův a Thomsonův jev.

Jak funguje snímač termočlánku

Následující příklady vysvětlí, jak k jevům dochází: Vezměme si dva odlišné kovy, měď a hliník. Nechte kovy formovat do smyček a spojit je na svých koncích kroucením, jak je znázorněno na obrázku.

Nyní, jak je vysvětleno výše, předpokládejme, že jeden z křižovatek je zahříván, přičemž druhý křižovatka je udržována na pokojové teplotě, tok proudu lze jednoduše potvrdit zavedením milimetrového ampérmetru kdekoli v sérii s „obvodem“ nebo jak je znázorněno na obrázku.

Ampérmetr však pouze určuje a měří tok proudu a pokud chceme měřit napětí nebo potenciální rozdíl napříč kabeláží, budeme muset použít voltmetr nebo spíše Milliho voltmetr a připojit jej, jak je uvedeno v následujícím schématu.

Zde vidíme, že druhý spoj výše uvedeného obvodu byl otevřen a výsledné svorky jsou konfigurovány se svorkami voltmetru.

Výše uvedené směry a principy vypadají docela přímočaře a jsou snadnou alternativou pro měření vysokých teplot.

Nevýhody snímače termočlánku

Systém jako jedna velká nevýhoda, protože celý jev funguje a je založen na teplotních rozdílech příslušných křižovatek, znamená, že zavedení dalších křižovatek by přímo ovlivnilo a interferovalo se skutečnými odečty systému.

Když připojíme svorky měřiče k výše vysvětleným koncům termočlánků, připojení jednotlivě fungují jako dva další spoje, čímž se infuzují dva další body snímání teploty, které mohou buď sčítat, nebo odečítat údaje ze skutečného snímání probíhajícího na druhém konci.

Podmínky však lze napravit udržováním připojení měřiče co nejkratší. To znamená, že pokud jsou vodiče měřiče udržovány absolutně malé nebo jinými slovy, pokud je měřič připojen přímo přes konce termočlánku, mohou rozdíly být zanedbatelně malé a lze je ignorovat.

I když se tomuto principu obvykle vyhýbáme a problém je napraven vyvážením rušení přes Wheatstoneovu mostní síť. Abychom však minimalizovali komplikace, můžeme pomocí našeho experimentu vytvořit navrhovaný měřič teploty integrací termočlánkových spojů přímo do koncových bodů měřiče.

Používáme poměrně neobvyklou, ale velmi účinnou metodu výběru dlouhých tyčí ze dvou odlišných kovů, což nám pomůže izolovat měřič od tepla pece do bezpečné vzdálenosti a přesto produkovat přiměřeně přesné měření naměřené teploty

Jak vyrobit pyrometr pomocí senzoru termočlánku

Následující vysvětlení vám vysvětlí celý postup:

K výrobě diskutovaného měřiče teploty pece budete potřebovat následující materiály:

Měděné a hliníkové tyčinky - každá o délce 2 a půl stopy, v průměru půl centimetru.

Ampérmetr - 1 mA, FSD, měřič typu s pohyblivou cívkou.

Dřevěný blok s držadly, vhodně vyvrtaný průchozími otvory pro vyztužení kovových tyčí.

Následující postup vysvětluje, jak vyrobit obvod termočlánku nebo pyrometru.

Postup konstrukce pyrometru:

Jemným použitím brusného papíru očistěte kovové tyče tak, aby byly oškrábány všechny uhlíkové nebo korozní vrstvy a aby kovy byly lesklé.

Pomocí kleští na nos opatrně ohýbejte kovy pod určitým úhlem (jak je znázorněno na obrázku) a konce kleštěmi pevně otočte.

V tomto stavu budou tyče ve velmi zranitelné situaci a bude třeba je vyztužit na volných koncích, aby se spojení nerozpadlo.

Provádí se to jemným vedením tyčí přes otvory dobře dimenzovaného dřevěného bloku, vrtání musí být zvoleno tak, aby jimi tyče pohodlně procházely.

Měřič lze nyní vhodně připevnit na samotný dřevěný blok a konce tyčí také připojit ke svorkám měřiče.

Vzhledem k tomu, že připojený měřič je ampérmetr, bude vyžadovat vhodně vypočítaný rezistor na jeho svorkách, takže napětí na něm může být převedeno na čitelný rozdíl potenciálů nebo napětí odpovídající přímo teplotě snímané na extrémním konci termočlánku.

Stupnice měřiče bude také muset být kalibrována lineárně podle odpovídajících teplotních údajů.