Cymhwyso thermomedr thermocwl mewn peirianneg ynni dŵr

Mae thermomedrau thermocwl yn perthyn i gyswllt offerynnau mesur tymheredd. Mae'n mesur tymheredd yn seiliedig ar egwyddor effaith thermoelectric, a elwir hefyd yn effaith Seebeck, ac mae'n elfen mesur tymheredd a ddefnyddir yn gyffredin mewn offerynnau mesur tymheredd. Mae'r erthygl hon yn cyflwyno cymhwysiad thermomedrau thermocwl yn bennaf mewn peirianneg ynni dŵr ar gyfer cyfeirnod darllenwyr.

1. Egwyddor sylfaenol thermocwl
Mae thermomedrau thermocwl yn perthyn i gyswllt offerynnau mesur tymheredd. Mae'n mesur tymheredd yn seiliedig ar egwyddor effaith thermoelectric, a elwir hefyd yn effaith Seebeck, ac mae'n elfen mesur tymheredd a ddefnyddir yn gyffredin mewn offerynnau mesur tymheredd. Cysylltwch ddargludyddion A a B o wahanol ddefnyddiau mewn dolen gaeedig, gydag un pen mewn cysylltiad â'r pwynt mesur tymheredd o'r enw'r diwedd mesur (neu'r diwedd gweithio) a'r pen arall o'r enw'r diwedd cyfeirio (neu'r pen rhydd). Os yw'r tymheredd t a t {{{0}} ar y pen mesur a'r pen cyfeirio yn wahanol, cynhyrchir EAB potensial thermoelectric (t, t 0) rhwng A a B yn y gylched, a elwir yr effaith seebeck neu'r effaith thermolectric. Mae maint EAB yn amrywio yn ôl deunydd dargludyddion A a B, yn ogystal â'r tymereddau t a t 0 ar y ddau ben. Gelwir y math hwn o gylched yn thermocwl prototeip. Mewn cymwysiadau ymarferol, mae un pen A a B yn cael ei weldio gyda'i gilydd fel pen mesur y thermocwl a'i roi ar y tymheredd mesuredig T, tra bod y pen cyfeirio wedi'i wahanu a'i gysylltu â'r offeryn arddangos â gwifren, ac mae'r tymheredd T0 ar bwynt cyswllt y pen cyfeirio yn cael ei gadw'n sefydlog. Mae'r potensial a fesurir gan yr offeryn arddangos yn amrywio yn ôl y tymheredd mesuredig yn unig.
Pan fydd trydydd deunydd metel wedi'i gysylltu â chylched thermocwl, cyhyd â bod tymheredd dau gyswllt y deunydd yr un peth, bydd y potensial thermoelectric a gynhyrchir gan y thermocwl yn aros yr un fath ac ni fydd cysylltiad y trydydd metel â'r gylched yn effeithio arno. Felly, wrth ddefnyddio thermocwl ar gyfer mesur tymheredd, gellir cysylltu offeryn mesur i fesur y potensial thermoelectric, a gellir pennu tymheredd y cyfrwng mesuredig.
Yn ôl y berthynas rhwng potensial thermoelectric a swyddogaeth tymheredd. Gellir ei wneud yn fwrdd graddnodi thermocwl. Mae'r tabl graddio ar gael o dan gyflwr tymheredd pen rhydd i radd =0. Mae gan wahanol thermocyplau tablau graddio gwahanol.
Mewn theori, gellir ffurfweddu unrhyw ddau fath o ddargludydd yn thermocwl, ond mewn gwirionedd, ni ellir defnyddio pob deunydd i wneud thermocwl. Felly, rhaid i'r deunydd electrod thermoelectric fodloni'r gofynion canlynol:
(1) gall deunyddiau thermocwl gynhyrchu potensial thermoelectrig uchel pan fydd yn destun tymheredd, ac yn ddelfrydol mae'r berthynas rhwng potensial thermoelectric a thymheredd yn berthynas swyddogaeth gwerth sengl llinol neu oddeutu llinol;
(2) Gall fesur tymereddau uchel a chael ei gymhwyso'n ddomestig dros ystod tymheredd eang. Ar ôl defnyddio tymor hir, mae ei briodweddau ffisegol a chemegol yn ogystal â nodweddion thermoelectric yn parhau i fod yn sefydlog;
(3) mae'n ofynnol i'r deunydd fod â chyfernod gwrthiant tymheredd isel, gwrthiant trydanol uchel, dargludedd da, a chynhwysedd thermol bach; Atgynyrchioldeb da, sy'n gyfleus ar gyfer cynhyrchu a chyfnewid màs, ac yn hawdd datblygu bwrdd graddio unedig;
(4) perfformiad mecanyddol da a deunydd unffurf;
(5) Adnoddau toreithiog a phrisiau fforddiadwy.
Er mwyn sicrhau gweithrediad dibynadwy a sefydlog thermocyplau, mae angen y gofynion canlynol:
(1) Rhaid i weldio’r ddau electrod thermoelectric sy’n ffurfio’r thermocwl fod yn gadarn ac yn ddiogel;
(2) Dylai'r ddau electrod thermoelectric gael eu hinswleiddio'n dda oddi wrth ei gilydd i atal cylchedau byr;
(3) dylai'r cysylltiad rhwng y wifren ddigolledu a diwedd rhydd y thermocwl fod yn gyfleus ac yn ddibynadwy;
(4) Dylai'r llawes amddiffynnol sicrhau ynysu digonol rhwng yr electrod thermoelectric a'r cyfryngau niweidiol. Mae nodweddion thermomedrau thermocwl yn cynnwys:
(1) Cywirdeb mesur uchel. Oherwydd bod y thermocwl mewn cysylltiad uniongyrchol â'r gwrthrych mesuredig ac nad yw'r cyfrwng canolradd yn effeithio arno.
(2) Ystod mesur eang. Gall thermocouples a ddefnyddir yn gyffredin fesur yn barhaus o -50 i radd +1600, tra gall rhai thermocwlau arbennig fesur tymereddau mor isel â gradd -269 (fel cromiwm nicel haearn aur) ac mor uchel â +2800 fel tung.
(3) Adeiladu syml ac yn hawdd ei ddefnyddio. Mae thermocyplau fel arfer yn cynnwys dau fath gwahanol o wifrau metel, ac nid ydynt wedi'u cyfyngu yn ôl maint nac agoriad. Mae ganddyn nhw lewys amddiffynnol ar y tu allan, gan eu gwneud yn gyfleus iawn i'w defnyddio. Mae thermocwl yn elfen synhwyro tymheredd a all drosi signalau tymheredd yn signalau potensial thermoelectric. Trwy gydweithredu ag offerynnau mesur trydanol, gellir mesur y tymheredd mesuredig.
2. Dewis Thermomedr Thermoelectric
Gellir rhannu thermocyplau a ddefnyddir yn gyffredin yn ddau gategori: thermocyplau safonol a thermocyplau ansafonol. Mae thermocwl safonol yn cyfeirio at thermocwl y nodir ei berthynas thermoelectric a'i berthynas tymheredd, gwall a ganiateir, a graddfa safonol unedig yn y safon *****, ac mae ganddo offeryn arddangos sy'n cyfateb ar gael i'w ddewis. Nid yw thermocyplau heb eu safoni'n cael eu defnyddio mor helaeth nac o'r un drefn maint â thermocyplau safonedig, ac yn gyffredinol nid oes ganddynt dabl graddnodi unedig. Fe'u defnyddir yn bennaf ar gyfer mesuriadau mewn rhai achlysuron arbennig. Cynhyrchir thermocyplau safonedig yn unol â safonau IEC ******. Mae marciau rhannu thermocyplau yn bennaf yn cynnwys S, R, B, N, K, E, J, T, ac ati. Yn eu plith, mae S, R, a B yn perthyn i thermocyplau metel gwerthfawr, tra bod N, K, E, J, a T yn perthyn i thermocouples metel cost isel.
Nodwedd graddfa S yw perfformiad gwrthocsidiol cryf, sy'n addas i'w ddefnyddio'n barhaus mewn awyrgylch ocsideiddio ac anadweithiol, gyda thymheredd defnydd tymor hir o 1400 gradd a thymheredd defnydd tymor byr o 1600 gradd. Ymhlith yr holl thermocyplau, mae lefel cywirdeb y marc graddfa S yn * * * uchel ac fel rheol fe'i defnyddir fel thermocwl safonol;
O'i gymharu â'r raddfa S, mae gan y raddfa R berfformiad bron yn union yr un fath heblaw am gynnydd o 15% mewn potensial thermoelectric;
Mae gan y marc adran B botensial thermoelectrig bach iawn ar dymheredd yr ystafell, felly yn gyffredinol nid oes angen gwifrau iawndal wrth eu mesur. Ei dymheredd defnydd tymor hir yw 1600 gradd, a'i dymheredd defnydd tymor byr yw 1800 gradd. Gellir ei ddefnyddio wrth ocsideiddio neu atmosfferau niwtral, yn ogystal ag ar gyfer defnydd tymor byr o dan amodau gwactod.
Nodweddion y raddfa N yw ymwrthedd ocsidiad tymheredd uchel cryf ar 1300 gradd, sefydlogrwydd tymor hir da potensial thermoelectric ac atgynyrchioldeb cylchoedd thermol tymor byr, ac ymwrthedd da i arbelydru niwclear a thymheredd isel. Gall ddisodli'r thermocwl graddfa S yn rhannol;
Nodwedd graddfa K yw perfformiad gwrthocsidiol cryf, sy'n addas i'w ddefnyddio'n barhaus mewn awyrgylch ocsideiddio ac anadweithiol, gyda thymheredd defnydd tymor hir o 1000 gradd a thymheredd defnydd tymor byr o 1200 gradd. A ddefnyddir yn helaeth ym mhob thermocyplau;
Nodwedd y marc e-adran yw bod ganddo botensial thermoelectric mawr a sensitifrwydd uchel ymhlith thermocyplau a ddefnyddir yn gyffredin. Yn addas i'w ddefnyddio'n barhaus mewn awyrgylch ocsideiddio ac anadweithiol, gydag ystod tymheredd o radd 0-800;
Nodwedd y marc Adran J yw y gellir ei ddefnyddio mewn atmosfferau ocsideiddio (gyda therfyn tymheredd uchaf o 750 gradd) a lleihau atmosfferau (gyda therfyn tymheredd uchaf o 950 gradd), ac mae'n gallu gwrthsefyll cyrydiad H2 a nwy CO. Fe'i defnyddir yn gyffredin mewn diwydiannau mireinio a chemegol;
Nodwedd y raddfa T yw bod ganddo'r lefel gywirdeb uchaf ymhlith yr holl thermocyplau metel cost isel, ac fe'i defnyddir fel arfer i fesur tymereddau o dan 300 gradd.
Oherwydd y ffaith bod deunyddiau thermocyplau yn ddrud yn gyffredinol (yn enwedig wrth ddefnyddio metelau gwerthfawr), a'r pellter rhwng y pwynt mesur tymheredd a'r offeryn yn bell, er mwyn arbed deunyddiau thermocwl a lleihau costau, defnyddir gwifrau iawndal fel arfer i ymestyn pen oer (diwedd rhydd) y thermocwl i reoli ac yn cysylltu. Dylid tynnu sylw at y ffaith mai swyddogaeth y wifren iawndal thermocwl yw ymestyn yr electrod thermoelectric yn unig a symud pen oer y thermocwl i derfynell yr offeryn yn yr ystafell reoli. Ni all ddileu dylanwad newidiadau tymheredd ar y pen oer ar fesur tymheredd ac nid yw'n cael effaith iawndal. Felly, mae angen defnyddio dulliau cywiro eraill i wneud iawn am effaith tymheredd pen oer t {{{0}} ≠ 0 gradd ar fesur tymheredd.
Wrth ddefnyddio gwifrau iawndal thermocwl, mae'n bwysig sicrhau nad yw'r model yn cyd -fynd a'r polaredd wedi'i gysylltu'n anghywir. Ni ddylai'r tymheredd ar ben y cysylltiad rhwng y wifren iawndal a'r thermocwl fod yn fwy na 100 gradd. Dylai model y digolledwr tymheredd cyffordd oer gyd -fynd â model y thermocwl a'i ddefnyddio o fewn yr ystod tymheredd penodedig; Wrth gysylltu digolledwr tymheredd y cyffordd oer â'r thermocwl, ni ddylid cysylltu'r polaredd yn anghywir; Addaswch fan cychwyn yr offeryn yn seiliedig ar dymheredd ecwilibriwm y digolledwr, fel bod y pwyntydd yn nodi'r tymheredd ar y pwynt ecwilibriwm; Nid yw iawndalwyr wedi gosod offerynnau arddangos gyda mecanweithiau iawndal awtomatig; Rhaid archwilio a graddnodi digolledwyr yn rheolaidd.
Mae gan thermomedrau thermocwl ystod eang o gymwysiadau mewn cynhyrchu diwydiannol. Yn gyntaf, dylai'r dewis o thermocyplau fod yn seiliedig ar derfyn uchaf y tymheredd mesuredig, a dylid gwneud y dewis cywir o electrodau thermocwl a llewys amddiffynnol; Dewiswch fanylebau a dimensiynau'r thermocwl yn seiliedig ar strwythur a nodweddion gosod y gwrthrych a brofwyd. Gellir dosbarthu thermocyplau yn fath diwydiannol cyffredin, math arfog, a math arbennig yn ôl eu ffurf strwythurol.