Thermoelement - was ist das? Aus dem Titel geht vieles hervor. Das Gerät ist ein Messumformer zur Messung der Temperatur des Arbeitsmediums. Strukturell besteht es aus zwei Leitern aus unterschiedlichen Metallen, die an einem Ende miteinander verschweißt oder verlötet sind. Das Gerät ist sehr einfach, aber es ist schwierig, es gut herzustellen.
Funktionsweise eines Thermoelements
Zwei unterschiedliche Leiter sind zu einem Ring verbunden. Wenn die Temperatur der Verbindungsstellen unterschiedlich ist, tritt aufgrund des thermoelektrischen Effekts eine Potentialdifferenz zwischen ihnen auf.
Das Prinzip eines Thermoelements ist wie folgt. In das zu kontrollierende Medium wird eine Arbeitsstelle eingebracht und die freien Enden mit dem Messgerät verbunden. Je größer der Unterschied zwischen den Eigenschaften der Leiter und der thermischen Differenz an den Enden ist, desto höher ist die elektromotorische Kraft im Stromkreis (Thermo-EMK).
Die Beziehung zwischen Spannung und Temperatur ist von Metall zu Metall unterschiedlich. Bestimmte Arten von Sensoren sind für ihre eigenen thermischen Bereiche ausgelegt. Sie können auch eine unterschiedliche Beständigkeit gegen Korrosion und aggressive Umgebungen aufweisen.
Ziel
FürFür den störungsfreien Betrieb von thermischen Geräten wird ein Thermoelement verwendet. Was ist das für eine Gastherme? Und wie funktioniert es? Sollte genauer betrachtet werden. Zunächst einmal sorgt es für eine automatische Absch altung der Ausrüstung im Falle einer Fehlfunktion des Gaskessels. Ein Thermoelement für einen Gasherd wird auch benötigt, um eine elektrische Zündung des Gases zu erzeugen, sobald es zu fließen beginnt. Neben der Regelfunktion kann das Gerät auch als Temperatursensor verwendet werden.
Würde
Schauen wir uns die positiven Eigenschaften eines Thermoelements an:
- Hochpräzisionsinstrument;
- weiter Messbereich;
- Möglichkeit, hohe Temperaturen zu beheben;
- einfaches Design;
- Verfügbarkeit, niedrige Kosten und H altbarkeit von Thermoelektroden;
- einfache Installation und Wartung.
Fehler
Thermoelement hat auch seine Schattenseiten:
- sehr geringe Empfindlichkeit;
- großer Widerstand;
- Nichtlinearität der Temperaturabhängigkeit der Thermo-EMF;
- muss die Temperatur an einem der Enden künstlich aufrechterh alten.
Thermo-EMK von Elektroden hängt maßgeblich von der Anwesenheit von Verunreinigungen in Metallen, mechanischer und thermischer Bearbeitung ab. Um ihn zu erhöhen, werden Thermosäulen aus mehreren Thermoelementen verwendet.
Konstruktionsmerkmale für industrielle Thermoelemente
Thermische Sensoren werden meist aus unedlen Metallen hergestellt. Ausder äußeren Umgebung ausgesetzt sind, werden sie mit einem Rohr mit einem Flansch verschlossen, der zur Befestigung des Geräts dient. Schutzarmaturen schützen Leiter vor dem Einfluss einer aggressiven Umgebung und sind ohne Naht ausgeführt. Das Material ist normaler (bis 600ºС) oder rostfreier (bis 1100ºС) Stahl. Thermoelektroden sind mit Asbest, Porzellanröhrchen oder Keramikperlen voneinander isoliert.
Wenn sich die Klemme in der Nähe befindet, werden die Thermoelementdrähte direkt daran angeschlossen, ohne zusätzliche Anschlüsse. Wenn das Messgerät entfernt angeordnet ist, wenn es in den Stromkreis einbezogen wird, werden die freien Enden des Thermoelements in einem Gusskopf platziert, der an dem Schutzrohr befestigt ist. Im Inneren befinden sich Messingklemmen auf Porzellanbasis zum Anschluss von Ausgleichsdrähten aus den gleichen Materialien wie Thermoelektroden, jedoch ohne genaue und streng kontrollierte Eigenschaften. Sie sind billiger und dicker. Sie werden durch eine Armatur mit einer Asbestdichtung in den Kopf eingeführt. Keramik dient dem Temperaturausgleich an allen Gelenken. Auf der Oberseite befindet sich eine luftdicht verschließbare Schutzkappe mit Gewinde.
Crimpanschlüsse sollten nicht an den Drähten installiert werden, da sie die Genauigkeit der Messwerte beeinträchtigen können. Aus dem Draht wird ein Ring geformt und unter die Schraube geklemmt.
Die Temperaturänderung an den Anschlüssen kann durch ein elektronisches Gerät korrigiert werden, was die Messgenauigkeit verbessert.
Was kann ein Thermoelement sein. Preis und Ausstattung
Das Thermoelement kann aus zwei geschweißten Drähten aus unterschiedlichen Metallen bestehen. In der Industrie verwendetaustauschbare Materialien, die hohen Temperaturen standh alten, langlebig und mit hoher thermischer EMF. Es gibt auch andere statische Geräte mit hoher Genauigkeit und ähnlichem Funktionsprinzip, aber Thermoelemente sind einfacher und billiger.
Als Elektroden wird weichgeglühter Draht aus speziellen Legierungen verwendet. Es arbeitet bei einer maximalen Temperatur von etwa 1000 Grad. Legierungen haben stabile und hohe Thermo-EMK-Werte.
Die gebräuchlichsten Sensoren sind solche mit zwei Elektroden, bei denen die Kathode eine Nickel-Chrom-Legierung (Chrom) und die Anode ein anderes Metall wie Alumel (TCA-Thermoelement) ist. Der Anschluss erfolgt am einfachsten über einen Stecker.
Jeder Sensortyp unterscheidet sich in Betriebstemperaturbereich, erzeugter EMF, mechanischer und chemischer Beständigkeit, H altbarkeit und Austauschbarkeit.
Sie müssen nur die Geräte kaufen, die die erforderlichen Parameter erfüllen. Dies gilt insbesondere für die Hitzebeständigkeit, da sonst das Gerät bald ausgetauscht werden muss.
Thermoelement für den Boiler gibt es je nach Modell in verschiedenen Ausführungen. Die Preise für Sensoren liegen etwa auf dem gleichen Niveau. Im Durchschnitt betragen sie 500-600 Rubel. Zum Verkauf stehen auch Sensoren mit einem zusätzlichen elektronischen Konverter, der die Messwerte des Geräts kompensiert. Es ist direkt in den Thermoelementkopf eingebaut. Der Preis des Sensors wird höher, aber Ausgleichsleitungen sind nicht erforderlich. Kann an den Thermoelementkopf angeschlossen werdengewöhnlicher Kupferdraht.
Es ist vorzuziehen, Produkte für bestimmte Modelle zu nehmen, deren Spezifikationen zueinander passen. Universalgeräte unterscheiden sich nicht in der H altbarkeit.
Sensortypen
- Typ K aus Nickel-Chrom (TCA-Thermoelement) oder Nickel-Alumel (XA) mit folgenden Eigenschaften: niedriger Preis, H altbarkeit, Fehler nicht mehr als 0,4%, Messgrenzen von -270 bis 1269 Grad. Entwickelt für den Einsatz in oxidierenden und inerten Umgebungen.
- L - Chromel-Kopel (THC), ein preiswertes Thermoelement mit einer Obergrenze von 600 Grad.
- J - Eisen-Konstantan. Der Sensor steht an zweiter Stelle in der Popularität, der Bereich reicht von -210 bis +760 Grad, weniger h altbar, beständig gegen Oxidation.
- E - Nickel-Chrom oder Nickel-Konstantan mit höherer Genauigkeit und Signalstärke, die obere Messgrenze überschreitet 870 Grad nicht.
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Edelmetallsensoren arbeiten bei höheren Temperaturen, sind aber teurer, weshalb sie in der Industrie am häufigsten verwendet werden.
Thermoelement für Gaskessel
Anschlussmöglichkeiten für Thermoelemente
Nach den Messmethoden sind geerdete Sensoren am weitesten verbreitet. Ihre Drahtenden sind zu einem Knoten verschweißt und enden mit einer speziellen Sonde. Die Hülse steht in Kontakt mit der schützenden Außenhülle, wodurch Wärme schnell übertragen wird und das Thermoelement eine geringe Trägheit aufweist. Die Genauigkeit der Messwerte wird stark durch elektrische Interferenzen beeinträchtigt. Nach diesem PrinzipArbeitsthermoelement für Gaskessel. In diesem Fall sollte das Messgerät nicht geerdet werden, da durch die Masse zusätzliche Stromkreise entstehen können, die zu einem Fehler in den Messwerten führen.
Wenn die Verbindungsstelle keinen Kontakt zum Schutzmantel hat, dann wird diese Ausführung als ungeerdet bezeichnet. Dies reduziert zwar die Geschwindigkeit des Sensors, ist aber weniger anfällig für parasitäre elektrische Störungen.
Der Arbeitsanschluss kann auch direkt in das Messmedium eingebracht werden, jedoch reduziert diese Methode die Lebensdauer des Gerätes durch Korrosion. In der Produktion kommen solche Thermoelemente selten zum Einsatz, in Haush altsgeräten sind sie aber überall zu sehen.
Ein Mehrpunkt-Thermoelement wird verwendet, um die Temperatur an mehreren Punkten zu messen.
Der Anschlussplan wird nach dem gleichen Prinzip erstellt, nur mehrere Sensoren werden an zwei oder mehr Stellen an das Gerät angeschlossen.
Wie ein Thermoelement eines Gaskessels funktioniert
Thermoelement - was ist das? Für den Benutzer wird alles klar, wenn der Betrieb von Gasgeräten unterbrochen wird. Die Arbeitsstelle des Thermoelements im Kessel wird durch die Zündflamme erhitzt. Im Stromkreis wird eine Thermo-EMK von 20-25 mV induziert, deren Wert ausreicht, um das elektromagnetische Ventil auszulösen. Dadurch wird die Gaszufuhr zum Heizen des Boilers geöffnet. Der Zündbrenner funktioniert immer, während der Kessel läuft. Daraus wird der Hauptbrenner gezündet, der das Wasser erhitzt. Ein Thermoelement für einen Gasherd wird auch benötigt, um die Brenner elektrisch zu zünden.
Außerdem bieten einige Herde einen Stromausfallschutz, wenn Gas im Netz verloren geht und dann wieder zugeführt wird.
Wenn die Gasfackel im Kessel brennt, bleibt die Lötstelle der Thermoelektroden beheizt, was die Brennstoffversorgung sicherstellt. Nachdem die Flamme erloschen ist, kühlt die Arbeitsverbindung des Thermoelements ab und es erzeugt keinen Strom mehr. Dies bewirkt eine Notabsch altung des Magnetventils, das das Gas absperrt.
Gesundheitscheck
Das Thermoelement für einen Gaskessel wird mit einem Magnetventil überprüft, das im Fachhandel erhältlich ist. Zwei flexible Drähte mit Krokodilklemmen müssen an die Klemmen der Ventilwicklung gelötet und dann an die Thermoelementklemmen angeschlossen werden. Wenn die Arbeitsverbindung eines funktionierenden Thermoelements in der Flamme eines Gasbrenners oder einer Kerze erhitzt wird, muss das Ventil durch den erzeugten Strom arbeiten. Das Gerät ist sehr praktisch und unprätentiös.
Die Überprüfung der Leistung eines Thermoelements erfolgt ebenfalls mit einem Millivoltmeter. Die Spannung an seinen freien Enden muss mindestens 25 mV betragen.
Einer der Gründe für das Aussch alten des Zünders ist eine Fehlfunktion des Thermoelements. Eine schlechte Leistung kann durch die Bildung von Fremdformationen an der Klebestelle verursacht werden. Es wird mit Schleifpapier "Null" gereinigt. Sie müssen nur Plaque entfernen. Andernfalls wird die Spitze zerstört.
Wenn der Thermoelementdraht bricht, kann er mit einem kurzen Stück gewöhnlichem Kupferdraht verbunden werden. Wichtig ist, dass die Kontaktstellen die gleiche Temperatur haben.
Wenn das Thermoelement für den Boiler durchgebrannt ist, sollte es ersetzt werden. Sie können die Enden der Drähte verschmelzen, indem Sie sie zusammendrehen und mit den Batterieklemmen verbinden. In diesem Fall müssen Sie die richtige Verbindungszeit wählen, damit das Löten von hoher Qualität ist. Außerdem muss sichergestellt werden, dass kein Metall von den Batterieklemmen auf die Thermoelementdrähte gelangt. Die Stelle des Verdrillens während des Schweißvorgangs wird normalerweise in Graphitpulver eingetaucht. Wenn Sie ein Gerät mit LATR zusammenbauen, können Sie den Strom einstellen, und die Verbindung wird sich als von hoher Qualität herausstellen. Alle diese Maßnahmen sind vorübergehend, wenn möglich, sollte das Gasthermoelement durch ein neues ersetzt werden.
Schlussfolgerung
Thermoelement - was ist das? Es ist ein einfacher thermoelektrischer Wandler. Die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit des Geräts machen es zu einem unverzichtbaren Werkzeug, um einen Gaskessel im Notfall abzusch alten.
Thermoelemente werden auch zur elektrischen Zündung in Gasherden und als Temperatursensoren verwendet.
