Komplexe Automatisierungssysteme, die die Rolle des Umsch altens der Betriebsmodi bestimmter Geräte spielen, sind auf den einfachsten Elementen aufgebaut. Sie neigen dazu, jeden ihrer Parameter (Form, Volumen, elektrische Leitfähigkeit usw.) unter dem Einfluss eines oder mehrerer Faktoren zu ändern.
Alle modernen Heizelemente sind also mit Thermostaten ausgestattet, die den Grad der Oberflächenerwärmung steuern. Die Basis eines jeden Thermostats ist eine Bimetallplatte.
Was ist eine Bimetallplatte
Ein Element, das die Eigenschaft hat, sich unter dem Einfluss erhöhter Temperatur in eine Richtung zu verformen (zu biegen), wird als Bimetallplatte bezeichnet. Der Name lässt vermuten, dass die Platte zwei Metalle enthält. Jeder von ihnen hat seinen eigenen Wert des Wärmeausdehnungskoeffizienten. Wenn eine solche Platte erhitzt wird, dehnt sich daher eine Komponente um einen bestimmten Betrag aus und die zweite um eine andere.
Dies ergibt eine Biegung, deren Form davon abhängtaus der Differenz der Temperaturkoeffizienten. Die Verformungsgeschwindigkeit ist direkt proportional zur Temperaturänderung. Wenn die Platte abgekühlt ist, nimmt sie ihre ursprüngliche Position ein. Die Platte ist eine monolithische Verbindung und kann unbegrenzt arbeiten.
Welche Komponenten werden in Bimetallen verwendet
Um Metalle zu einem einzigen Bimetall zu verbinden, werden Löten, Schweißen und Nieten verwendet.
Ein Beispiel für eine übliche Bimetallplatte ist eine Kombination aus Messing und Stahl. Dieses Komposit hat eine hohe thermische Empfindlichkeit.
Es gibt Bimetallanaloga aus nichtmetallischen Materialien (Glas, Keramik). Sie sind für den Einsatz in rauen chemischen Umgebungen ausgelegt, in denen Metall nicht verwendet werden kann.
Funktionsweise eines Bimetallstreifens
Eine Bimetallplatte arbeitet als Teil verschiedener thermischer Kontroll- und Wärmekontrollsysteme, genauer gesagt in einem Thermorelais mit vielen Modifikationen. Der einfachste Thermostat beinh altet:
- Hitzebeständiges Gehäuse. Es enthält alle Elemente des Relais.
- Klemmen - zum Anschließen des Stromkreises.
- Mechanische Sch alter von Kontakten oder Kontaktgruppen. Elektrische Kontakte herstellen und unterbrechen, den Stromkreis ein- oder aussch alten.
- Dielektrische Stange oder Dichtung. Überträgt die mechanische Wirkung von der Platte auf den Sch alter.
- Bimetallplatte. Es ist ein Element der Reaktion auf Temperaturänderungen und erzeugt Druck auf den Vorbau.
- Temperatursensor. Gewöhnliches MetallPlatine direkt mit dem Bedienelement verbunden. Es hat eine gute Wärmeleitfähigkeit und überträgt Wärme auf das Bimetall.
Wenn die Oberfläche des Heizelements eine akzeptable Temperatur hat, befindet sich die Bimetallplatte in einem bestimmten gekrümmten (gleichmäßigen) Zustand, die elektrischen Kontakte sind geschlossen und Strom fließt im Heizkreis.
Wenn die Oberflächentemperatur ansteigt, beginnt sich das Bimetall zu erwärmen und verformt sich allmählich, wodurch Druck auf die Stange ausgeübt wird. In diesem Fall kommt es zu einem Moment, in dem die Stange den Kontakt des mechanischen Sch alters öffnet und der Strom im Heizkreis unterbrochen wird. Dann kühlt es ab, die Platte kühlt ab, der Stromkreis schließt sich und alles wiederholt sich erneut.
Relais werden oft mit der Fähigkeit hergestellt, die Reaktion durch Temperatur zu steuern.
Bimetall-Kesselplatte
Erdgasheizungen sind Geräte mit hohem Risiko, daher enth alten sie verschiedene Zustandsüberwachungssensoren. Das Hauptelement der Sicherheit ist also ein Schubsensor. Es bestimmt die richtige Richtung des Austritts von Verbrennungsprodukten, dh von der Brennkammer zum Schornstein. Dadurch wird verhindert, dass Kohlenmonoxid in den Raum gelangt und Menschen vergiftet.
Der Hauptbestandteil des Zugsensors ist eine Bimetallplatte für einen Gaskessel. Sein Funktionsprinzip ähnelt dem eines Bimetalls, und die Abmessungen und Parameter des Materials sind so berechnet, dass das Überschreiten der Temperatur von 75 Grad im Kanal zu einer Verformung der Platte und der Betätigung des Gasventils führt.
Welche Geräte verwenden Bimetall
Der Anwendungsbereich der Bimetallplatte ist extrem groß. Fast alle Geräte, bei denen eine Temperaturregelung erforderlich ist, sind mit Bimetall-Thermostaten ausgestattet. Dies liegt an der konstruktiven Einfachheit und Zuverlässigkeit solcher Relaissysteme. In unserer üblichen Technik sind Thermostate:
- In Haush altsheizgeräten: Öfen, Bügelsysteme, Boiler, Wasserkocher usw.
- Heizungssysteme: elektrische Konvektoren, Gas- und Festbrennstoffkessel mit Elektronik.
- In Sch altkästen mit automatischer Absch altung.
- In der Elektronik in Messgeräten, sowie in Impulsgebern und Zeitrelais.
- In Wärmekraftmaschinen.
In der Industrietechnik werden Bimetallplatten in Thermorelais eingebaut, die leistungsstarke elektrische Geräte vor thermischer Überlastung schützen sollen: Transformatoren, Elektromotoren, Pumpen etc.
Beim Plattenwechsel
Alle Bimetallstreifen haben eine lange Lebensdauer, aber manchmal ist ein Austausch unumgänglich. Der Bedarf kommt, wenn:
- Das Bimetall hat seine Eigenschaften verloren oder sich verändert, was nicht der Arbeitsweise des Gerätes entspricht.
- Die Platte ist durchgebrannt (gilt für Thermorelais).
- Wenn die Befestigungsschraube gebrochen ist oder der Zündbrenner ausfällt (bei Gaskesseln).
- Wenn Ersatz eingefügt wirderwartete geplante Wartungsarbeiten.
Bei Haush altsgeräten wird sie in der Regel nicht verändert. Wenn das Thermoregulationssystem ausfällt, erfolgt der Austausch der Bimetallplatte als ganzer Block, der als Ersatzteil für ein bestimmtes Gerätemodell geliefert wird. Aber oft ist der Grund für den Ausfall des Thermostats das Verbrennen der Öffnerkontakte und nicht der Bimetallplatte.
