Johdatus termostaattisten sähköisten juotosraudoiden komponenttitoimintoihin
Piirikaavio suunnitellaan ja seuraava vaihe on komponenttien järjesteleminen. Vakiolämpötilasäädettävää sähköjuotinta ohjataan pääasiassa termopareilla ja integroiduilla piireillä, joilla on korkea lämpötilan säätötarkkuus ja säädettävä hitsauslämpötila. Se on erittäin luja tekninen muovikahva, joka koostuu pääasiassa näistä komponenteista: kaksi mustaa ja punaista diodia, juotosraudan ydin, valodiodi, lämpöpari, säädettävä vastus, anturi, HA17358, kaksi elektrolyyttikondensaattoria, metallikalvovastus ja jännitteensäädin.
Jokaisella komponentilla on oma käyttötarkoituksensa: säädettäviä vastuksia käytetään lämpötilan säätämiseen, jännitesäätimiä ja metallikalvovastuksia käytetään suojaamaan piirejä ja elektrolyyttikondensaattoreita käytetään suodattamaan ja muuttamaan vaihtovirtaa tasavirtaan. Termoparia käytetään juotosraudan sydämen lämpötilan mittaamiseen, ja se lopettaa kuumenemisen, kun juotossydämen lämpötila saavuttaa säätökahvan lämpötilan.
Tämä korostaa termoelementin lämpötilan mittauksen soveltamisperiaatetta:
Termoparin lämpötilan mittauksen sovellusperiaate:
Termoparit ovat yksi teollisuuden yleisimmin käytetyistä lämpötilanilmaisukomponenteista. Sen edut ovat:
① Korkea mittaustarkkuus. Termoparin ja mitatun kohteen välisen suoran kosketuksen vuoksi väliaine ei vaikuta siihen.
② Laaja mittausalue. Tavalliset termoparit voivat mitata jatkuvasti -50 -+1600 astetta, kun taas jotkin erikoistermoparit voivat mitata jopa -269 asteen lämpötiloja (kuten kultarauta-nikkelikromi) ja jopa {{3} } astetta (kuten volframirenium).
③ Yksinkertainen rakenne ja kätevä käyttö. Termoparit koostuvat yleensä kahdesta erityyppisestä metallilangasta, eikä niitä rajoita koko tai alku. Niiden ulkopuolella on suojaholkki, mikä tekee niistä erittäin käteviä.
a. Termoparin lämpötilan mittauksen perusperiaate
Juota kaksi erilaista johtimien tai puolijohteiden materiaalia A ja B yhteen muodostamaan suljettu piiri. Kun johtimien A ja B kahden kiinnityspisteen 1 ja 2 välillä on lämpötilaero, syntyy sähkömotorinen voima näiden kahden välillä, mikä johtaa vaihtelevan suuruiseen virtaan piirissä. Tätä ilmiötä kutsutaan termosähköiseksi efektiksi. Termoparit toimivat hyödyntämällä tätä vaikutusta.
b. Termoparien tyypit ja rakenne
(1) Termoparien tyypit
Yleisesti käytetyt termoparit voidaan jakaa kahteen luokkaan: vakiotermoparit ja ei-standarditermoparit. Standarditermopari, johon viitataan, on termopari, jolla on kansallinen standardi, joka määrittelee sen lämpöpotentiaalin ja lämpötilan välisen suhteen, sallitut virheet ja yhtenäinen standardiasteikkotaulukko. Siinä on valittavissa olevat näyttölaitteet. Standardoimattomat termoparit eivät ole yhtä hyviä kuin standardoidut lämpöparit käyttöalueen tai suuruuden suhteen, eikä niissä yleensä ole yhtenäistä asteikkotaulukkoa. Niitä käytetään pääasiassa mittauksiin tietyissä erikoistilanteissa. Standardoitu lämpöpari
(2) Termoparien luotettavan ja vakaan toiminnan varmistamiseksi lämpöparien rakenteelliset vaatimukset ovat seuraavat:
① Termoparin muodostavien kahden lämpöelektrodin hitsauksen on oltava kiinteä;
② Kahden lämpösähköisen elektrodin tulee olla hyvin eristettyjä toisistaan oikosulkujen estämiseksi;
③ Tasauslangan ja lämpöparin vapaan pään välisen yhteyden tulee olla kätevä ja luotettava;
④ Suojaholkin tulee varmistaa riittävä eristys lämpöelektrodin ja haitallisten väliaineiden välillä.
c. Termoparin kylmäpään lämpötilakompensointi
Koska lämpöparien materiaalit ovat yleensä kalliita (erityisesti jalometalleja käytettäessä) ja lämpötilan mittauspisteen ja laitteen välinen etäisyys on hyvin pitkä, lämpöparimateriaalien säästämiseksi ja kustannusten vähentämiseksi kompensointilangat ovat yleensä käytetään laajentamaan lämpöparien kylmää päätä (vapaa pää) valvomoon, jossa lämpötila on suhteellisen vakaa, ja kytkemään ne instrumentin liittimiin. Termoparin kompensointilangan tehtävänä on vain pidentää lämpöelektrodia, jolloin lämpöparin kylmä pää siirtyy ohjaushuoneen instrumenttiliittimeen. Se ei itse pysty poistamaan kylmäpään lämpötilan muutosten vaikutusta lämpötilan mittaukseen, eikä sillä ole kompensoivaa vaikutusta. Siksi on käytettävä muita korjausmenetelmiä kompensoimaan kylmän loppulämpötilan t{{0}} ≠ 0 astetta vaikutusta lämpötilan mittaukseen.
