Een thermokoppel of een pyrometercircuit maken

Om een ​​oventemperatuurmeter te maken, moet het sensorelement bijzonder robuust zijn, zodat het bestand is tegen de extreem hoge temperaturen die in het algemeen in ovens en ovens worden ontwikkeld.

Wat is een oven

Het circuit van een pyrometer dat hier wordt uitgelegd, is gebaseerd op een thermokoppelprincipe dat kan worden gebruikt om hoge temperaturen rechtstreeks uit de oven of soortgelijke bronnen met hoge temperatuur uit te lezen.

Het artikel legt een eenvoudig concept uit dat al heel lang wordt gebruikt voor het meten van hoge temperaturen zoals in ovens en ovens. Het circuitontwerp is hierin bijgevoegd.

Een oven zoals we allemaal kennen, is een apparaat of een kamer waarin temperaturen op zeer hoge niveaus worden gegenereerd. Ovens kunnen van veel verschillende typen zijn, variërend van degene die in huizen worden gebruikt tot de industriële typen die fundamenteel worden geassocieerd met de verwerking van metalen, legeringen, ertsen enz.

De ovens die in huizen worden gebruikt (ook wel ketels genoemd) worden alleen geassocieerd met het verhogen van de temperatuur van het interieur tot een geschikt niveau en er zijn daarom geen kritische temperatuurniveaus voor het vereiste doel.

Als het temperatuurniveau echter bij industriële ovens de neiging heeft om te haperen, kan dit ernstige gevolgen hebben en schade aan de verwerkte output veroorzaken. Daarom moet de temperatuur in deze ovens met geschikte middelen worden bewaakt, bij voorkeur via elektronica.

Wat is Seebeck-effect

In het jaar 1821 merkte onderzoeker Thomas Johann Seebeck op dat wanneer twee ongelijke metalen aan hun uiteinden worden samengevoegd of samengevoegd om twee tegenoverliggende knooppunten te vormen en wanneer een van de knooppunten wordt verwarmd terwijl de andere wordt afgekoeld, er stroom door het systeem gaat stromen.

Dit werd bevestigd door het plaatsen van een kompas in de buurt van een van de bovengenoemde metalen die tijdens het proces vervormingen veroorzaakten.

Het fenomeen werd later ook onderzocht en vernoemd naar de respectievelijke wetenschappers als het Peltier- en Thomson-effect.

Hoe thermokoppelsensor werkt

De volgende voorbeelden zullen uitleggen hoe het fenomeen plaatsvindt: Beschouw twee ongelijke metalen, koper en aluminium. Laat de metalen tot lussen worden gevormd en aan hun uiteinden worden samengevoegd door te draaien zoals weergegeven in de afbeelding.

Stel nu, zoals hierboven uitgelegd, dat een van de juncties wordt verwarmd, terwijl de andere junctie op kamertemperatuur wordt gehouden, de stroom kan eenvoudig worden bevestigd door een milli-ampèremeter ergens in serie met het 'circuit' of zoals weergegeven in het diagram te introduceren.

De ampèremeter bepaalt en meet echter alleen de stroomstroom en als we de spanning of het potentiaalverschil over de bedrading willen meten, moeten we een voltmeter of liever een Milli-voltmeter gebruiken en deze aansluiten zoals weergegeven in het volgende diagram.

Hier kunnen we zien dat de tweede kruising van het bovenstaande circuit is geopend en dat de resulterende aansluitingen zijn geconfigureerd met de voltmeter-aansluitingen.

De bovenstaande richtlijnen en principes zien er vrij eenvoudig uit en zijn een gemakkelijk alternatief voor het meten van hoge temperaturen.

Nadelen van thermokoppelsensor

Het systeem heeft echter een groot nadeel, aangezien het hele fenomeen werkt en gebaseerd is op de temperatuurverschillen van de respectievelijke knooppunten, betekent dat de introductie van eventuele verdere knooppunten de feitelijke metingen van het systeem rechtstreeks zou beïnvloeden en verstoren.

Wanneer we de meterklemmen verbinden met de hierboven toegelichte thermokoppeluiteinden, fungeren de verbindingen afzonderlijk als twee extra knooppunten, waarbij ze nog twee temperatuurdetectiepunten inbrengen, die de metingen kunnen optellen of aftrekken van de feitelijke detectie aan het andere uiteinde.

Maar dat gezegd hebbende, de voorwaarden kunnen worden verholpen door de meteraansluitingen zo kort mogelijk te houden. Het betekent dat als de meterdraden absoluut klein worden gehouden of met andere woorden als de meter direct over de thermokoppeleinden wordt aangesloten, de verschillen verwaarloosbaar klein kunnen worden en kunnen worden genegeerd.

Hoewel dit principe meestal wordt vermeden en het probleem wordt verholpen door de storing te compenseren via een Wheatstone-brugnetwerk. Met ons experiment kunnen we, om de complicaties tot een minimum te beperken, de voorgestelde temperatuurmeter maken door de thermokoppelverbindingen rechtstreeks op de eindpunten van de meter te integreren.

We gebruiken een nogal ongebruikelijke maar zeer effectieve methode om lange staven van de twee ongelijke metalen te selecteren, wat ons zal helpen de meter te isoleren van de ovenwarmte tot een veilige afstand en toch een redelijk nauwkeurige aflezing van de gemeten temperatuur te produceren.

Hoe maak je een pyrometer met een thermokoppelsensor

De volgende uitleg illustreert de hele procedure voor u:

Voor het maken van de besproken oventemperatuurmeter heb je de volgende materialen nodig:

Koperen en aluminium stokken - elk 2 en een halve voet lang, een halve centimeter in diameter.

Ampèremeter - 1 mA, FSD, meter met bewegende spoel.

Houten blok met handvatten, passend geboord met doorlopende gaten voor versteviging van de metalen staven.

De volgende procedure legt uit hoe u een thermokoppel of een pyrometercircuit maakt.

Pyrometer-constructieprocedure:

Gebruik een schuurpapier om de metalen staven voorzichtig schoon te maken, zodat eventuele koolstof- of corrosielagen worden afgeschraapt en de metalen glanzend schoon worden gemaakt.

Gebruik een buigtang om de metalen voorzichtig onder een bepaalde hoek te buigen (zoals geïllustreerd in het diagram) en draai de uiteinden stevig vast met de tang.

In deze toestand bevinden de staven zich in een vrij kwetsbare situatie en moeten ze aan de vrije uiteinden worden versterkt, zodat de kruising niet uit elkaar valt.

Dit wordt gedaan door de staven voorzichtig over de gaten van een goed gedimensioneerd houten blok te leiden. Het boren moet zo worden gekozen dat de staven er goed doorheen gaan.

De meter kan nu op de juiste manier over het houten blok zelf worden bevestigd en de staafeinden kunnen ook worden verbonden met de meteraansluitingen.

Aangezien de aangesloten meter een ampèremeter is, is een correct berekende weerstand over de aansluitingen nodig, zodat de spanning erover kan worden vertaald in een leesbaar potentiaalverschil of een spanning die rechtstreeks overeenkomt met de temperatuur die wordt waargenomen aan het uiterste uiteinde van het thermokoppel.

De meterschaal moet ook lineair worden gekalibreerd volgens de bijbehorende temperatuurindicaties.