أنواع ومبادئ العمل من المزايا الحرارية

أنواع ومبادئ العمل من المزايا الحرارية
مبدأ العمل في الحرارية:
عندما يشكل موصلان مختلفان وأشباه الموصلات A و B دائرة ذات طرفين متصلتين ببعضهما البعض ، طالما كانت درجة الحرارة في العقدتين مختلفة ، مع وجود نهاية واحدة لها درجة حرارة ، تسمى الطرف الساخن أو الطرف الآخر ، والطرف الآخر الذي يطلق عليه درجة الحرارة في الدائرة الحرة (المعروف أيضًا باسم الطرف المرجعي) أو الطرف البارد ، ويتم إنشاء التيار في الدائرة ، والدائرة الكهربائية في الدائرة. وتسمى ظاهرة توليد قوة الثروة الكهربائية بسبب الاختلافات في درجة الحرارة تأثير SEEBECK. هناك تأثيران مرتبطان بـ SEEBECK: أولاً ، عندما يتدفق التيار من خلال العلاقة بين موصلين مختلفين ، يتم امتصاص الحرارة أو إطلاقها (اعتمادًا على اتجاه التيار) ، والذي يسمى تأثير peltier ؛ ثانياً ، عندما يتدفق التيار عبر موصل ذي تدرج درجة الحرارة ، فإن الموصل يمتص أو يطلق الحرارة (اعتمادًا على اتجاه التيار بالنسبة لتدرج درجة الحرارة) ، المعروف باسم تأثير طومسون. يسمى مزيج من موصلين مختلفين أو أشباه الموصلات بالحرارة. يتكون EAB (T ، T 0) المحتملة الحرارية (T ، t 0) من إمكانات التلامس والإمكانات الحرارية. يشير إمكانات التلامس إلى الإمكانات الكهربائية الناتجة في نقطة التلامس بين موصلين مختلفين أو أشباه الموصلات ، والتي ترتبط بخصائص الموصلين أو أشباه الموصلات ودرجة الحرارة عند نقطة التلامس. تشير الإمكانات الحرارية الكهروإجهادية إلى الإمكانات الناتجة في طرفين من نفس الموصل أو أشباه الموصلات في درجات حرارة مختلفة. ترتبط هذه الإمكانية فقط بخصائص الموصل أو أشباه الموصلات ودرجة الحرارة في كلا الطرفين ، وهي مستقلة عن الطول وحجم المقطع العرضي وتوزيع درجة الحرارة على طول اتجاه طول الموصل. يتم إنشاء كل من إمكانات التلامس والإمكانات الكهروإجهادية بسبب الأرقام المختلفة من الإلكترونات المركزة في نقاط النهاية من التلامس ، والكهرضجة الحرارية المقاسة بواسطة الحرارية هي مزيج من الاثنين. عندما يتم فصل الدائرة ، يكون هناك اختلاف في قوة الكهروموتية △ V بين النقطتين المنفصلة A و B ، التي تتوافق قطبية وحجمها مع الإمكانات الحرارية في الدائرة. ويتم النص على أنه في النهاية الباردة ، عندما يتدفق التيار من A إلى B ، يسمى A القطب الإيجابي و B هو القطب السلبي. أظهرت التجارب أنه عندما تكون Δ V صغيرة ، فإن Δ V تتناسب بشكل مباشر مع Δ T. يتم تعريف الإمكانات الحرارية التفاضلية لـ Δ V مقابل Δ T على أنها معدل إمكاني للحرارة ، والمعروف أيضًا باسم معامل SEEBECK. تعتمد علامة وحجم معامل SEEBECK على الخصائص الحرارية للكهرضجة للموصلين اللذين يشكلان الفرق الحراري وفرق درجة الحرارة عند التقاطع. أنواع المزدوجات الحرارية
يمكن تقسيم المزدوجات الحرارية الشائعة الاستخدام إلى فئتين: المزدوجات الحرارية القياسية والمزدوجات الحرارية غير القياسية. يشير ما يسمى الحرارية القياسية إلى الحراري الذي يحتوي على معيار وطني يحدد العلاقة بين إمكاناته الحرارية ودرجة الحرارة ، ويسمح للأخطاء ، وله مقياس قياسي موحد. لديها أداة عرض مطابقة متاحة للاختيار. لا يتم استخدام المزدوجات الحرارية غير الموحدة على نطاق واسع أو بنفس ترتيب المازوم الحراري الموحد ، وعموما لا يوجد لديه جدول معايرة موحد. يتم استخدامها بشكل أساسي للقياسات في بعض المناسبات الخاصة. منذ 1 كانون الثاني (يناير) 1988 ، تم إنتاج جميع المزدوجات الحرارية والثرمستورات في الصين وفقًا للمعايير الدولية IEC ، وتم تعيين سبعة مزدوجات حرارية موحدة ، وهي S ، B ، E ، K ، R ، J ، و T ، كملاءمة حرارية موحدة في الصين.
1.
K-type Thermocouple عبارة عن حرارة معدنية منخفضة التكلفة مع مقاومة أكسدة قوية ، والتي يمكن أن تقيس درجة حرارة الوسط من {2}} إلى 1300 درجة. إنه مناسب للاستخدام المستمر في الغازات المؤكسدة والخاملة ، مع درجة حرارة استخدام قصيرة الأجل تبلغ 1200 درجة ودرجة حرارة استخدام طويلة الأجل تبلغ 1000 درجة. العلاقة بين إمكاناتها الحرارية ودرجة الحرارة خطية تقريبًا ، مما يجعلها حاليًا الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. ومع ذلك ، فهي ليست مناسبة لاستخدام الأسلاك العارية في الفراغ ، وتحتوي على الكبريت ، والكربون التي تحتوي على الأجواء ، وأجواء التخفيف من الأكسدة بالتناوب ؛ عندما يكون الضغط الجزئي للأوكسجين منخفضًا ، فإن الكروم في قطب الكروم النيكل سوف يتأكسد بشكل تفضيلي ، مما يسبب تغييرًا كبيرًا في إمكانات الكهروضوئية. ومع ذلك ، فإن تأثير الغاز المعدني عليه صغير نسبيًا ، وغالبًا ما يتم استخدام أنابيب الحماية المعدنية.
عيوب K-type Thermocouple:
(1) الاستقرار العالي درجات الحرارة للإمكانات الحرارية هو أدنى من المستويات الحرارية من النوع N والمزدوجات الحرارية المعدنية الثمينة ، وغالبًا ما يتلف بسبب الأكسدة في درجات حرارة أعلى (مثل أكثر من 1000 درجة) ؛
(2) لا يكون استقرار ركوب الدراجات الحراري قصير الأجل جيدًا في نطاق 250-500 ، أي في نفس نقطة درجة الحرارة ، تختلف القراءات المحتملة الحرارية أثناء عملية التدفئة والتبريد ، ويمكن أن يصل الفرق إلى 2-3 ؛
(3) يخضع القطب السلبي للتحول المغناطيسي داخل نطاق درجة حرارة درجة {1}} ، مما يؤدي إلى انحرافات عن جدول المعايرة في نطاق درجة حرارة درجة حرارة الغرفة إلى 230 درجة. خاصة عند استخدامها في مجال مغناطيسي ، غالبًا ما يحدث تداخل حراري مستقل في الوقت ؛
(4) يمكن أن يسبب التعرض على المدى الطويل لبيئة تشعيع النظام عالي الإنتاجية تغييرات كبيرة في الإمكانات الكهروإجهادية بسبب تدهور عناصر مثل المنغنيز (MN) والكوبالت (CO) في القطب السلبي ، مما يؤدي إلى ضعف الاستقرار.
2. S-Type Thermocouple (بلاتينيوم روديوم 10 بلاتينيوم حرارية)
يتكون القطب الإيجابي لهذا الحراري من سبيكة روديوم البلاتين التي تحتوي على 10 ٪ من روديوم ، والقطب السلبي هو البلاتين النقي.
خصائصها هي:
(1) الأداء الحراري الثابت ، ومقاومة الأكسدة القوية ، ومناسبة للاستخدام المستمر في جو مؤكسد ، يمكن أن تصل درجة حرارة الاستخدام على المدى الطويل إلى 1300 درجة. حتى في الهواء ، سوف يعيد بلورة الأسلاك البلاتينية النقية ، مما يسبب الحبوب الخشنة والكسر عند تجاوز 1400 درجة ؛
(2) دقة عالية ، مع أعلى مستوى دقة بين جميع المزدوجات الحرارية ، وعادة ما تستخدم كمعيار أو لقياس درجات حرارة أعلى ؛
(3) قابلة للتطبيق على نطاق واسع ، مع توحيد جيد وقابلية التبادل ؛
(4) العيوب الرئيسية هي: إمكانات الكهروضوئية التفاضلية صغيرة ، مما يؤدي إلى انخفاض الحساسية ؛ سعر باهظ الثمن ، قوة ميكانيكية منخفضة ، لا
مناسبة للاستخدام تحت الأجواء أو الظروف مع البخار المعدني.
3. E-type thermocouple (نيكل النحاس النحاسي النيكل [Constantan] ThermoCouple)
E-Type Thermocouple هو منتج جديد نسبيًا ، مع سبيكة كروم النيكل كقطب إيجابي وسبائك النيكل النحاسي (Constantan) كقطب سلبي. أكبر ميزة لها هي أنه من بين المزدوجات الحرارية شائعة الاستخدام ، لديها أعلى إمكانات كهروإجهادية ، أي أعلى حساسية ؛ على الرغم من أن نطاق التطبيق الخاص به ليس واسع النطاق مثل K-type ThermoCouple ، إلا أنه يتم اختياره غالبًا في ظل الظروف التي تتطلب حساسية عالية ، وموصلية حرارية منخفضة ، والتسامح مع المقاومة العالية ؛ الشروط المحدودة أثناء الاستخدام هي نفس حالات K-type ، لكنها ليست حساسة للغاية للتآكل في البيئات ذات الرطوبة العالية.
4. N-type Thermocouple (Nickel Chromium Silicon Nickel Silicon Thermocouple)
السمات الرئيسية لهذا الحراري هي: درجة حرارة قوية وأكسدة تقل عن 1300 درجة ، والاستقرار الجيد على المدى الطويل والتكاثر على المدى القصير للدورة الحرارية ، ومقاومة جيدة للإشعاع النووي وأداء درجة الحرارة المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك ، ضمن نطاق 400-1300 ، فإن خطية الخصائص الحرارية للملاءات الحرارية من النوع N أفضل من تلك الخاصة بـ K-type thermocouples ؛ ومع ذلك ، فإن الخطأ غير الخطي كبير نسبيًا في نطاق درجة الحرارة المنخفضة (-200 ~ 400 درجة) ، والمواد صعبة ويصعب معالجتها.
5. J-type Thermocouple (Iron Constantan Thermocouple)
J-type Thermocouple: القطب الإيجابي لهذا الحديد الحراري هو الحديد النقي ، والقطب السلبي هو Constantan (سبيكة النيكل النحاسية). يتميز بسعره المنخفض وهو مناسب لخفض الأكسدة الفراغ أو الغلاف الجوي الخامل. نطاق درجة الحرارة هو من -200 إلى 800 درجة ، ولكن درجة الحرارة الشائعة الاستخدام أقل فقط من 500 درجة ، لأنه بعد درجة الحرارة هذه ، يتم تسريع معدل أكسدة القطب الكهربائي. إذا تم استخدام قطر الأسلاك السميكة ، فلا يزال من الممكن استخدامه في درجات حرارة عالية ولديه عمر خدمة أطول ؛ هذا المزدوج الحراري قادر على معارض التآكل من غازات الهيدروجين (H2) وأول أكسيد الكربون (CO) ، ولكن لا يمكن استخدامه في أجواء عالية من درجة الحرارة (مثل 500 درجة).
6. T-Type Thermocouple (النحاس النحاس النيكل الحراري)
T-type Thermocouple: القطب الإيجابي لهذا الحراري هو النحاس النقي ، والقطب السلبي هو سبيكة النيكل النحاسية (المعروفة أيضًا باسم Constantan). خصائصها الرئيسية هي:
من بين المزدوجات الحرارية المعدنية منخفضة التكلفة ، لديها أعلى دقة وتوحيد جيد للقطب الكهرومبي الحراري ؛ درجة حرارة التشغيل هي -200 ~ 350 درجة. نظرًا لسهولة الأكسدة وفصل فيلم أكسيد القطب الساخن النحاسي ، يجب ألا يتجاوز عمومًا 300 درجة عند استخدامه في جو مؤكسد. ضمن نطاق -200 ~ 300 درجة ، لديهم حساسية عالية. من الخصائص الأخرى للملاءات الحرارية للنحاس Constantan هي أنها غير مكلفة وأرخص من بين العديد من المنتجات الموحدة شائعة الاستخدام.
7. R-Type Thermocouple (بلاتينيوم روديوم 13 البلاتين الحراري)
القطب الإيجابي لهذا الحرارية هو سبيكة روديوم بلاتينية بنسبة 13 ٪ ، والقطب السلبي هو البلاتين النقي. بالمقارنة مع نوع S ، فإن معدله المحتمل أعلى بنسبة 15 ٪.
(1) الأداء الحراري الثابت ، ومقاومة الأكسدة القوية ، ومناسبة للاستخدام المستمر في جو مؤكسد ، يمكن أن تصل درجة حرارة الاستخدام على المدى الطويل إلى 1300 درجة. حتى في الهواء ، سوف يعيد بلورة الأسلاك البلاتينية النقية ، مما يسبب الحبوب الخشنة والكسر عند تجاوز 1400 درجة ؛
(2) دقة عالية ، مع أعلى مستوى دقة بين جميع المزدوجات الحرارية ، وعادة ما تستخدم كمعيار أو لقياس درجات حرارة أعلى ؛
(3) قابلة للتطبيق على نطاق واسع ، مع توحيد جيد وقابلية التبادل ؛
(4) العيوب الرئيسية هي: إمكانات الكهروضوئية التفاضلية صغيرة ، مما يؤدي إلى انخفاض الحساسية ؛ سعر باهظ الثمن ، قوة ميكانيكية منخفضة ، لا
مناسبة للاستخدام تحت الأجواء أو الظروف مع البخار المعدني.