Wykonanie obwodu termopary lub pirometru

Aby wykonać miernik temperatury pieca, element czujnikowy musi być szczególnie wytrzymały, aby był w stanie wytrzymać ekstremalnie wysokie temperatury, które zwykle powstają w piecach i piecach.

Co to jest piec

Obwód pirometru wyjaśniony tutaj jest oparty na zasadzie termopary, która może być używana do odczytu wysokich temperatur bezpośrednio z pieca lub podobnych źródeł wysokiej temperatury.

Artykuł wyjaśnia prostą koncepcję, która jest stosowana od bardzo dawna do pomiaru wysokich temperatur, takich jak w piecach i piecach. Projekt obwodu jest załączony w niniejszym dokumencie.

Jak wszyscy wiemy, piec jest urządzeniem lub komorą, w której wytwarzane są temperatury na bardzo wysokim poziomie. Istnieje wiele różnych typów pieców, od tych używanych w domach po przemysłowe, które są zasadniczo związane z obróbką metali, stopów, rud itp.

Piece stosowane w domach (zwane również kotłami) są związane tylko z podnoszeniem temperatury wnętrza do odpowiednich poziomów i dlatego nie obejmują krytycznych poziomów temperatury dla wymaganego celu.

Jednak w przypadku pieców przemysłowych spadek poziomu temperatury może mieć poważne konsekwencje i spowodować uszkodzenie przetwarzanej produkcji. Dlatego temperatura wewnątrz tych pieców musi być monitorowana za pomocą odpowiednich środków, najlepiej elektroniki.

Czym jest efekt Seebecka

W 1821 roku badacz Thomas Johann Seebeck zauważył, że gdy dwa różne metale łączą się lub łączą na swoich końcach, tworząc dwa przeciwległe złącza, a gdy jedno z nich jest ogrzewane, a drugie jest chłodzone, przez system zaczyna płynąć prąd.

Zostało to potwierdzone przez umieszczenie kompasu w pobliżu jednego z powyższych metali, który powodował ugięcia podczas procesu.

Zjawisko to zostało również później zbadane i nazwane na cześć odpowiednich naukowców jako efekt Peltiera i Thomsona.

Jak działa czujnik termoelektryczny

Poniższe przykłady wyjaśnią, jak zachodzi to zjawisko: Rozważ dwa różne metale, miedź i aluminium. Niech metale zostaną uformowane w pętle i połączone na końcach przez skręcenie, jak pokazano na rysunku.

Teraz, jak wyjaśniono powyżej, przypuśćmy, że jedno ze złączy jest podgrzewane, a drugie złącze jest utrzymywane w temperaturze pokojowej, przepływ prądu można po prostu potwierdzić, wprowadzając miliamperomierz w dowolnym miejscu szeregowo z „obwodem” lub jak pokazano na schemacie.

Jednak amperomierz tylko określa i mierzy przepływ prądu, a jeśli chcemy zmierzyć napięcie lub różnicę potencjałów w okablowaniu, będziemy musieli użyć woltomierza lub raczej woltomierza Milli i podłączyć go zgodnie z poniższym schematem.

Tutaj widzimy, że drugie złącze powyższego obwodu zostało otwarte, a wynikowe zaciski są skonfigurowane z zaciskami woltomierza.

Powyższe wskazówki i zasady wyglądają całkiem prosto i stanowią łatwą alternatywę dla pomiaru wysokich temperatur.

Wady czujnika termopary

Jednak system jako jedna duża wada, ponieważ całe zjawisko działa i opiera się na różnicach temperatur poszczególnych skrzyżowań, oznacza, że ​​wprowadzenie jakichkolwiek dalszych skrzyżowań wpłynęłoby bezpośrednio na rzeczywiste odczyty układu i zakłócałoby je.

Kiedy podłączamy zaciski miernika do opisanych powyżej końcówek termopary, połączenia działają indywidualnie jako dwa dodatkowe złącza, wprowadzając dwa dodatkowe punkty pomiaru temperatury, które mogą sumować lub odejmować odczyty od rzeczywistego pomiaru zachodzącego na drugim końcu.

Ale to powiedziawszy, warunki można poprawić, utrzymując połączenia licznika tak krótkie, jak to możliwe. Oznacza to, że jeśli przewody licznika są absolutnie małe lub innymi słowy, jeśli miernik jest podłączony bezpośrednio w poprzek końcówek termopary, różnice mogą być pomijalnie małe i można je zignorować.

Chociaż ta zasada jest zwykle unikana, a problem jest naprawiany poprzez zrównoważenie zakłóceń za pośrednictwem sieci mostu Wheatstone'a. Jednak w naszym eksperymencie, aby ograniczyć komplikacje do minimum, możemy wykonać proponowany miernik temperatury poprzez zintegrowanie połączeń termopar bezpośrednio z punktami końcowymi miernika.

Stosujemy dość nietypową, ale bardzo skuteczną metodę wyboru długich prętów z dwóch różnych metali, która pomoże nam odizolować miernik od ciepła pieca na bezpieczną odległość, a jednocześnie zapewni dość dokładny odczyt zmierzonej temperatury

Jak zrobić pirometr za pomocą czujnika termopary

Poniższe wyjaśnienie zilustruje całą procedurę:

Do wykonania omawianego miernika temperatury pieca potrzebne będą następujące materiały:

Patyki miedziane i aluminiowe - każda o długości 2,5 stopy i średnicy pół centymetra.

Amperomierz - 1 mA, FSD, miernik z ruchomą cewką.

Klocek drewniany z uchwytami, odpowiednio wywiercony z otworami przelotowymi do wzmocnienia metalowych prętów.

Poniższa procedura wyjaśnia, jak wykonać obwód termopary lub pirometru.

Procedura budowy pirometru:

Używając papieru ściernego, delikatnie wyczyść metalowe pręty, aby zeskrobać wszelkie warstwy węgla lub korozji, a metale będą błyszczące.

Używając szczypiec, ostrożnie zagnij metale pod pewnym kątem (jak pokazano na schemacie) i mocno skręć końce szczypcami.

W tym stanie pręty będą w dość wrażliwej sytuacji i będą musiały zostać wzmocnione na wolnych końcach, aby połączenie nie rozpadło się.

Odbywa się to poprzez delikatne prowadzenie prętów przez otwory w dobrze zwymiarowanym bloku drewnianym. Wiercenie należy dobrać tak, aby pręty dobrze przez nie przechodziły.

Miernik można teraz odpowiednio zamocować na samym drewnianym bloku, a końce prętów również podłączyć do zacisków licznika.

Ponieważ dołączony miernik jest amperomierzem, będzie wymagał odpowiednio obliczonego rezystora na swoich zaciskach, więc napięcie na nim może zostać przetłumaczone na czytelną różnicę potencjałów lub napięcie odpowiadające bezpośrednio temperaturze mierzonej na skrajnym końcu termopary.

Skala miernika będzie również wymagała kalibracji liniowej zgodnie z odpowiednimi wskazaniami temperatury.