Realizarea unui termocuplu sau a unui circuit pirometru

Pentru a face un contor de temperatură al cuptorului, elementul de detectare trebuie să fie deosebit de robust, astfel încât să poată rezista la temperaturile extreme ridicate dezvoltate în general în cuptoare și cuptoare.

Ce este un cuptor

Circuitul unui pirometru explicat aici se bazează pe un principiu al termocuplului care poate fi utilizat pentru citirea temperaturilor ridicate direct din cuptor sau surse similare de temperatură ridicată.

Articolul explică un concept simplu care este încorporat de foarte mult timp pentru măsurarea temperaturilor ridicate ca în cuptoare și cuptoare. Proiectarea circuitului este inclusă aici.

Un cuptor, după cum știm cu toții, este un dispozitiv sau o cameră în care sunt generate temperaturi la niveluri foarte ridicate. Cuptoarele pot fi de mai multe tipuri diferite, variind de la cele utilizate în case până la tipurile industriale care sunt asociate fundamental cu prelucrarea metalelor, aliajelor, minereurilor etc.

Cuptoarele utilizate în case (numite și cazane) sunt asociate doar cu creșterea temperaturii interioare la niveluri adecvate și, prin urmare, nu implică niveluri critice de temperatură în scopul cerut.

Totuși, în cazul cuptoarelor industriale, dacă nivelul de temperatură tinde să scadă, poate avea consecințe grave și poate provoca daune producției procesate. Prin urmare, temperatura din interiorul acestor cuptoare trebuie să fie monitorizată prin unele mijloace adecvate, de preferință prin electronică.

Ce este efectul Seebeck

În anul 1821, cercetătorul Thomas Johann Seebeck a observat că atunci când două metale diferite sunt îmbinate sau unite la capetele lor pentru a forma două joncțiuni opuse și când una dintre joncțiuni este încălzită în timp ce cealaltă este răcită, curentul începe să curgă prin sistem.

Acest lucru a fost confirmat prin plasarea unei busole lângă unul dintre metalele de mai sus, care au produs devieri în timpul procesului.

Fenomenul a fost, de asemenea, cercetat ulterior și numit după oamenii de știință respectivi ca efect Peltier și Thomson.

Cum funcționează senzorul termocuplului

Următoarele exemple vor explica modul în care au loc fenomenele: Luați în considerare două metale diferite, cuprul și aluminiul. Lăsați metalele să fie formate în bucle și unite la capetele lor prin răsucire așa cum se arată în figură.

Acum, așa cum s-a explicat mai sus, presupunem că una dintre joncțiuni este încălzită, menținând cealaltă joncțiune la temperatura camerei, fluxul de curent poate fi pur și simplu confirmat prin introducerea unui milimetru oriunde în serie cu „circuitul” sau așa cum se arată în diagramă.

Cu toate acestea, ampermetrul determină și măsoară fluxul de curent și, dacă dorim să măsurăm tensiunea sau diferența de potențial pe cabluri, va trebui să folosim un voltmetru sau mai degrabă un voltmetru Milli și să-l conectăm așa cum este prezentat în următoarea diagramă.

Aici putem vedea că a doua joncțiune a circuitului de mai sus a fost deschisă și bornele rezultate sunt configurate cu bornele voltmetrului.

Direcțiile și principiile de mai sus arată destul de simple și o alternativă ușoară pentru măsurarea temperaturilor ridicate.

Dezavantaje ale senzorului de termocuplu

Cu toate acestea, sistemul ca un mare dezavantaj, deoarece întregul fenomen funcționează și se bazează pe diferențele de temperatură ale joncțiunilor respective, înseamnă că introducerea oricăror joncțiuni ar afecta în mod direct și ar interfera cu citirile reale ale sistemului.

Când conectăm bornele contorului la capetele de termocuplu explicate mai sus, conexiunile acționează individual ca alte două joncțiuni, perfuzând încă două puncte de detectare a temperaturii, care pot fie să adune sau să deducă citirile din detectarea efectivă care se întâmplă la celălalt capăt.

Dar acestea fiind spuse, condițiile pot fi corectate prin menținerea conexiunilor contorului cât mai scurte posibil. Înseamnă că, dacă firele contorului sunt păstrate absolut mici sau cu alte cuvinte dacă contorul este conectat direct la capetele termocuplului, diferențele pot fi neglijabil mici și pot fi ignorate.

Deși acest principiu este de obicei evitat și problema este corectată prin echilibrarea perturbării printr-o rețea de poduri Wheatstone. Cu toate acestea, cu experimentul nostru, pentru a menține complicațiile la minimum, putem face contorul de temperatură propus prin integrarea legăturilor termocuplului direct la punctele de terminare a contorului.

Folosim o metodă destul de neobișnuită, dar foarte eficientă de selectare a barelor lungi ale celor două metale diferite, care ne vor ajuta să izolăm contorul de căldura cuptorului la o distanță de siguranță și totuși să producem o citire rezonabilă a temperaturii măsurate

Cum se face un pirometru folosind senzorul de termocuplu

Următoarea explicație vă va ilustra întreaga procedură:

Veți avea nevoie de următoarele materiale pentru realizarea contorului de temperatură al cuptorului:

Bare de cupru și aluminiu - lungime de 2 metri și jumătate fiecare, diametru de jumătate de centimetru.

Amperometru - 1 mA, FSD, contor tip bobină mobilă.

Bloc de lemn cu mânere, găurit corespunzător cu găuri de trecere pentru armarea tijelor metalice.

Următoarea procedură explică modul de realizare a unui termocuplu sau a unui circuit pirometru.

Procedura de construcție a pirometrului:

Folosind ușor o hârtie de nisip, curățați ușor tijele metalice, astfel încât straturile de carbon sau de coroziune să fie răzuite, iar metalele să fie strălucitoare.

Folosind o pereche de clești pentru nas, îndoiți cu atenție metalele la un anumit unghi (așa cum este ilustrat în diagramă) și răsuciți ferm capetele cu cleștele.

În această stare, tijele vor fi într-o situație destul de vulnerabilă și vor trebui întărite la capetele libere, astfel încât joncțiunea să nu se dezintegreze.

Se face ghidând ușor tijele peste găurile unui bloc de lemn bine dimensionat, găurirea trebuie selectată astfel încât tijele să treacă bine prin ele.

Contorul acum poate fi fixat corespunzător peste blocul de lemn în sine, iar capetele tijei sunt, de asemenea, conectate la bornele contorului.

Deoarece contorul atașat este un ampermetru, va necesita un rezistor calculat în mod corespunzător între bornele sale, astfel încât tensiunea din acesta poate fi tradusă într-o diferență de potențial lizibilă sau o tensiune care corespunde direct temperaturii detectate la capătul extrem al termocuplului.

Scara contorului va trebui, de asemenea, să fie calibrată liniar, conform indicațiilor de temperatură corespunzătoare.