Bimetalový teplomer

definícia: Bimetalový teplomer používa bimetalový teplomerpás, ktorý premieňa teplotu na mechanický posun. Opracovanie bimetalového pásu závisí od tepelnej rozťažnosti kovu. Tepelná rozťažnosť je tendencia kovu, v ktorom sa mení objem kovu s kolísaním teploty.

Každý kov má inú teplotukoeficient. Teplotný koeficient ukazuje vzťah medzi zmenou fyzikálneho rozmeru kovu a teplotou, ktorá ho spôsobuje. Rozpínanie alebo zmršťovanie kovu závisí od teplotného koeficientu, t.j. pri rovnakej teplote majú kovy rozdielne zmeny fyzikálneho rozmeru.

Pracovný princíp bimetalového teplomeru

Princíp činnosti bimetalového teplomeru závisí od dvoch základných vlastností kovu.

1. Kov má schopnosť tepelnej rozťažnosti, t.
2. Teplotný koeficient všetkého kovu nie je rovnaký. Expanzia alebo kontrakcia kovov je pri rovnakej teplote odlišná.

Konštrukcie bimetalového teplomeru

Bimetalový pásik je vytvorený spojenímdva tenké prúžky rôznych kovov. Kovy sa spájajú na jednom konci pomocou zvárania. Spojenie je udržiavané takým spôsobom, že medzi týmito dvoma kovmi neexistuje žiadny relatívny pohyb. Fyzikálny rozmer kovov sa mení s kolísaním teploty.

Pretože bimetalový pás teplomeru je konštruovaný s rôznymi kovmi. Tým sa mení dĺžka kovov rôznou rýchlosťou. Keď sa teplota zvýši, pás sa ohnesmerom ku kovu, ktorý má nízky teplotný koeficient. A keď teplota klesá, pás sa ohýba smerom ku kovu s vysokým teplotným koeficientom.

Na obrázku nižšie je bimetalový pás vo forme rovného konzolového nosníka. Pás pripevnený na jednom konci a vychýlený na druhom konci.

Rozsah vychýlenia bimetalového pásuzávisí od typu kovov použitých pri stavbe. Priehyb kovu je priamo úmerný dĺžke pásu a kolísaniu teploty a je nepriamo úmerný hrúbke pásov.Nechajte to pochopiť s pomocoumatematický vzorec. Zvážte, že bimetalový pásik je vyrobený z dvoch rôznych kovov, t.j. kovu A a kovu B. Oba kovy majú rozdielny teplotný koeficient. T₂ - T₁ ukazuje kolísanie teploty, ktoré spôsobuje rozšírenie struny.

Kde, t - celková hrúbka pásu
n - pomer modulov elasticity = E_B/ E_Na
m - pomer hrúbky
T₂ - T₁ - zmena teploty
T_Na, t_B - hrúbka kovu A a kovu B.
α_Naa_B- tepelný koeficient rozťažnosti kovu A a B.

Expanzia spôsobuje, že sa pás pohybuje v rovnomernom kruhovom oblúku. Polomer ramena je daný nižšie uvedeným vzorcom.

Vyššie uvedená rovnica ukazuje, že pásik sa ohne smerom ku kovom, ktoré majú nízkoteplotný koeficient (keď sa teplota zvýši) a inverzia nastane, keď teplota klesá.

Pre praktické aplikácie je pás vyrobený zkovy, ktorých modul pružnosti a hrúbky sú rovnaké. Moduly pružnosti vykazujú schopnosť materiálu znovu získať pôvodnú polohu alebo tvar po odstránení sily alebo zaťaženia.

Zvážte, že pásik je upevnený na jednom konci a voľne sa pohybuje na druhom konci. Keď sa mení teplotné okolie pásu, pás sa ohýba smerom ku kruhovému oblúku.

Zvážte, či je pás vyrobený z kovu s hrúbkou t / 2.

takže,

Ak jeden z kovov má veľmi malý teplotný koeficient, potom Vyššie uvedená rovnica ukazuje, že ak jeden koniec kovuje fixovaný, odchýlka voľného konca kovov ukazuje zmenu teploty. Tento teplomer sa nepoužíva pre priemyselné aplikácie z dôvodu nízkej citlivosti a malého vychýlenia. Citlivosť teplomera sa zvyšuje so zvyšovaním dĺžky pásu.

Typy bimetalického pásu

Lineárny pásik ukazuje malé vychýlenie. Ak sa dĺžka pásu zväčšuje, zväčšuje sa aj veľkosť teplomeru. Na udržanie veľkosti teplomera v zvládnuteľnom limite sa na výrobu teplomeru používa špirálový alebo špirálový pásik.

Bimetalový teplomer Spiral Strip - V bimetalovom pásovom teplomerepoužíva sa špirálovitý pásik. Tento typ teplomeru sa používa na meranie teploty okolia. V dôsledku tepelnej rozťažnosti kovu dochádza k deformácii na pružine s kolísaním teploty. Ukazovateľ a číselníky pripojené k pružine, ktorá označuje zmenu teploty.

Šikmé typy Bimetalický pásik - Najčastejšie sa používa bimetalový pás špirálypre priemyselné aplikácie. V tomto teplomere sa na meranie teploty používa prúžok tvaru skrutkovice. Voľný koniec pásu je spojený s ukazovateľom. Priehyb pásu ukazuje zmenu teploty.

výhody

Teplomer je jednoduchý v konštrukcii, robustný a lacnejší.

nevýhody

Teplomer poskytuje menej presný výsledok pri meraní nízkej teploty.

Použitie bimetalového teplomeru

Bimetalový teplomer sa používa v domácich zariadeniach, ako je rúra, klimatizácia a priemyselné zariadenia, ako sú rafinérie, horúce vodiče, ohrievače, temperovacie nádrže atď. Na meranie teploty.