การทำเทอร์โมคัปเปิลหรือวงจรไพโรมิเตอร์

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





ในการสร้างเครื่องวัดอุณหภูมิเตาเผาองค์ประกอบการตรวจจับจำเป็นต้องมีความแข็งแรงเป็นพิเศษเพื่อให้สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงมากโดยทั่วไปที่พัฒนาในเตาเผาและเตาอบ

เตาเผาคืออะไร

วงจรของไพโรมิเตอร์ที่อธิบายในที่นี้เป็นไปตามหลักการของเทอร์โมคัปเปิลซึ่งสามารถใช้อ่านอุณหภูมิสูงได้โดยตรงจากเตาเผาหรือแหล่งที่มีอุณหภูมิสูงใกล้เคียงกัน



บทความนี้อธิบายถึงแนวคิดที่ตรงไปตรงมาซึ่งรวมเข้าด้วยกันเนื่องจากใช้เวลานานมากในการวัดอุณหภูมิสูงเช่นเดียวกับในเตาเผาและเตาอบ การออกแบบวงจรอยู่ในที่นี้

เตาเผาอย่างที่เราทราบกันดีว่าเป็นอุปกรณ์หรือห้องที่สร้างอุณหภูมิที่ระดับสูงมาก เตาเผาสามารถมีได้หลายประเภทตั้งแต่แบบที่ใช้ในบ้านไปจนถึงประเภทอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการแปรรูปโลหะโลหะผสมแร่เป็นต้น



เตาเผาที่ใช้ในบ้าน (เรียกอีกอย่างว่าหม้อไอน้ำ) เกี่ยวข้องกับการเพิ่มอุณหภูมิภายในให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมเท่านั้นดังนั้นจึงไม่เกี่ยวข้องกับระดับอุณหภูมิวิกฤตตามวัตถุประสงค์ที่ต้องการ

อย่างไรก็ตามด้วยเตาเผาอุตสาหกรรมหากระดับอุณหภูมิมีแนวโน้มที่จะลดลงอาจส่งผลร้ายแรงและก่อให้เกิดความเสียหายต่อผลผลิตที่ผ่านกระบวนการ ดังนั้นจึงต้องมีการตรวจสอบอุณหภูมิภายในเตาเผาเหล่านี้ด้วยวิธีการที่เหมาะสมโดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

Seebeck Effect คืออะไร

ในปีพ. ศ. 2364 นักวิจัย Thomas Johann Seebeck ได้สังเกตว่าเมื่อโลหะสองชนิดที่ไม่เหมือนกันถูกรวมเข้าด้วยกันหรือรวมเข้าด้วยกันที่ปลายของพวกมันเพื่อสร้างทางแยกสองทางที่ตรงกันข้ามกันและเมื่อหนึ่งในทางแยกได้รับความร้อนในขณะที่อีกอันหนึ่งเย็นลงกระแสจะเริ่มไหลผ่านระบบ

สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยการวางเข็มทิศใกล้โลหะชนิดใดชนิดหนึ่งข้างต้นซึ่งทำให้เกิดการโก่งตัวในระหว่างกระบวนการ

ปรากฏการณ์นี้ยังได้รับการวิจัยและตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องว่าเป็นผลกระทบของ Peltier และ Thomson

เทอร์โมคัปเปิลเซนเซอร์ทำงานอย่างไร

ตัวอย่างต่อไปนี้จะอธิบายว่าปรากฏการณ์เกิดขึ้นได้อย่างไร: พิจารณาโลหะสองชนิดที่แตกต่างกันคือทองแดงและอลูมิเนียม ปล่อยให้โลหะขึ้นรูปเป็นลูปและต่อเข้าที่ปลายโดยการบิดดังแสดงในรูป

ตอนนี้ตามที่อธิบายไว้ข้างต้นสมมติว่าหนึ่งในทางแยกถูกให้ความร้อนโดยให้ทางแยกอื่นอยู่ที่อุณหภูมิห้องการไหลของกระแสสามารถยืนยันได้ง่ายๆโดยการแนะนำแอมป์มิเตอร์ที่ใดก็ได้ในอนุกรมที่มี 'วงจร' หรือตามที่แสดงในแผนภาพ

อย่างไรก็ตามแอมป์มิเตอร์จะกำหนดและวัดการไหลของกระแสเท่านั้นและถ้าเราต้องการวัดแรงดันไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ในการเดินสายเราจะต้องใช้โวลต์มิเตอร์หรือมากกว่าโวลต์มิเตอร์และเชื่อมต่อตามที่ระบุในแผนภาพต่อไปนี้

ที่นี่เราจะเห็นว่ามีการเปิดทางแยกที่สองของวงจรด้านบนและขั้วผลลัพธ์ถูกกำหนดค่าด้วยขั้วโวลต์มิเตอร์

คำแนะนำและหลักการข้างต้นค่อนข้างตรงไปตรงมาและเป็นทางเลือกที่ง่ายสำหรับการวัดอุณหภูมิสูง

ข้อเสียของ Thermocouple Sensor

อย่างไรก็ตามระบบเป็นข้อเสียเปรียบใหญ่ประการหนึ่งเนื่องจากปรากฏการณ์ทั้งหมดกำลังทำงานและขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิของทางแยกที่เกี่ยวข้องหมายความว่าการแนะนำทางแยกเพิ่มเติมใด ๆ จะส่งผลโดยตรงและรบกวนการอ่านจริงของระบบ

เมื่อเราเชื่อมต่อขั้วมิเตอร์กับปลายเทอร์โมคัปเปิลที่อธิบายไว้ข้างต้นการเชื่อมต่อแต่ละจุดจะทำหน้าที่เป็นทางแยกอีกสองจุดโดยใส่จุดตรวจจับอุณหภูมิอีกสองจุดซึ่งอาจเพิ่มหรือหักค่าที่อ่านได้จากการตรวจจับจริงที่เกิดขึ้นที่ปลายอีกด้านหนึ่ง

แต่ต้องบอกว่าเงื่อนไขสามารถแก้ไขได้โดยการต่อมิเตอร์ให้สั้นที่สุด หมายความว่าหากสายมิเตอร์มีขนาดเล็กมากหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งหากมิเตอร์เชื่อมต่อโดยตรงผ่านปลายเทอร์โมคัปเปิลอาจทำให้ความแตกต่างมีขนาดเล็กเล็กน้อยและสามารถละเลยได้

แม้ว่าโดยปกติแล้วหลักการนี้จะหลีกเลี่ยงได้และปัญหาได้รับการแก้ไขโดยการปรับสมดุลของสิ่งรบกวนผ่านเครือข่ายสะพานวีทสโตน อย่างไรก็ตามด้วยการทดลองของเราเพื่อรักษาภาวะแทรกซ้อนให้เหลือน้อยที่สุดเราสามารถสร้างเครื่องวัดอุณหภูมิที่เสนอโดยการรวมลิงค์เทอร์โมคัปเปิลเข้ากับจุดสิ้นสุดของมิเตอร์โดยตรง

เราใช้วิธีที่ค่อนข้างแปลก แต่มีประสิทธิภาพมากในการเลือกแท่งยาวของโลหะสองชนิดที่แตกต่างกันซึ่งจะช่วยให้เราแยกมิเตอร์จากความร้อนของเตาไปยังระยะที่ปลอดภัยและยังให้การอ่านอุณหภูมิที่วัดได้อย่างแม่นยำ

วิธีการสร้าง Pyrometer โดยใช้ Thermocouple Sensor

คำอธิบายต่อไปนี้จะแสดงให้คุณเห็นขั้นตอนทั้งหมด:

คุณจะต้องใช้วัสดุต่อไปนี้ในการสร้างเครื่องวัดอุณหภูมิเตาที่กล่าวถึง:

แท่งทองแดงและอลูมิเนียมยาว 2 ฟุตครึ่งเส้นผ่าศูนย์กลางครึ่งเซนติเมตร

แอมมิเตอร์ - 1 mA, FSD, มิเตอร์ชนิดขดลวดเคลื่อนที่

บล็อกไม้ที่มีด้ามจับเจาะอย่างเหมาะสมโดยมีรูสำหรับเสริมแท่งโลหะ

ขั้นตอนต่อไปนี้อธิบายถึงวิธีการสร้างเทอร์โมคัปเปิลหรือวงจรไพโรมิเตอร์

ขั้นตอนการก่อสร้าง Pyrometer:

ใช้กระดาษทรายทำความสะอาดแท่งโลหะเบา ๆ เพื่อให้ชั้นคาร์บอนหรือการกัดกร่อนถูกขูดออกและโลหะจะได้รับการส่องแสงให้สะอาด

ใช้คีมจมูกคู่หนึ่งงอโลหะอย่างระมัดระวังในบางมุม (ตามภาพประกอบในแผนภาพ) แล้วบิดปลายให้แน่นด้วยคีม

ในสถานะนี้แท่งจะอยู่ในสถานการณ์ที่ค่อนข้างเสี่ยงและจะต้องได้รับการเสริมแรงที่ปลายด้านฟรีเพื่อไม่ให้ทางแยกสลายตัว

ทำได้โดยการนำแท่งเบา ๆ ข้ามรูของบล็อกไม้ที่มีขนาดอย่างดีต้องเลือกการขุดเจาะเพื่อให้แท่งผ่านเข้าไปได้อย่างอบอุ่น

ตอนนี้มิเตอร์สามารถยึดได้อย่างเหมาะสมบนบล็อกไม้และปลายก้านก็เชื่อมต่อกับขั้วมิเตอร์ด้วย

เนื่องจากมิเตอร์ที่ต่ออยู่เป็นแอมป์มิเตอร์จึงต้องใช้ตัวต้านทานที่คำนวณได้อย่างเหมาะสมทั่วทั้งขั้วดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่อยู่ในนั้นอาจถูกแปลเป็นความต่างศักย์ที่อ่านได้หรือแรงดันไฟฟ้าที่ตรงกับอุณหภูมิที่ตรวจจับได้ที่ปลายสุดของเทอร์โมคัปเปิล

มาตราส่วนมิเตอร์จะต้องได้รับการปรับเทียบเชิงเส้นตามตัวบ่งชี้อุณหภูมิที่สอดคล้องกัน




คู่ของ: การสร้างวงจรวัดอุณหภูมิ RTD ถัดไป: สร้างไดรเวอร์ปัจจุบันคงที่ของ Floodlight LED 100 วัตต์