Lämpörele
Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 16. maaliskuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 4 muokkausta .Lämpörele (eng. lämpörele ) - rele, joka reagoi lämpösuureiden ( lämpötila , lämpövirta jne.) muutoksiin.
On olemassa lämpöreleitä, jotka perustuvat mekaanisiin, sähköisiin, optisiin ja akustisiin toimintaperiaatteisiin.
Mekaaniseen periaatteeseen perustuvissa lämpöreleissä käytetään joko lineaarista tai tilavuuslaajenemista tai aineiden siirtymistä kiinteästä aineesta nesteeksi tai nesteestä kaasumaiseen tilaan tai kaasujen tiheyden tai viskositeetin muutosta . Lineaarilaajenemista käyttävät lämpöreleet koostuvat kahdesta tangosta (tai putkesta ja sisätangosta), jotka on valmistettu materiaaleista, joilla on eri lineaarilaajenemislämpötilakerroin . Tankojen (tai putken ja tangon) venymäeroa kasvattaa vipu 4, joka ohjaa kosketinryhmän 2 liikkuvaa kosketinta (katso kuva).
Bimetalliset lämpöreleet ovat yleisiä , joissa levy, joka koostuu kahdesta metallikerroksesta, joilla on erilaiset lineaarilaajenemiskertoimet ja joka on kiinnitetty toiseen päähän, taipuu vapaalla päällään kohti metallia, jolla on pienempi lineaarilaajenemiskerroin . Levyn vapaa pää on kytketty liikkuvaan koskettimeen, joka sulkee sähköpiirin tietyssä lämpötilassa. Käytetään joukko erilaisia metalleja: messinki-invar, teräs-invar jne. Bimetallilevy valmistetaan useimmiten litteän levyn muodossa ja joskus litteän tai kierteisen spiraalin muodossa.
Tilavuuslaajennusta käyttävissä lämpöreleissä on säiliö ( ampulli ), joka on täytetty nesteellä (esim . elohopealla ) tai kaasulla. Laajentuva elohopea nousee ampulliin yhdistetyn putken läpi, saavuttaa putkeen juotetun kiinteän kontaktin tietyssä lämpötilassa ja sulkee ohjatun piirin. Kun kaasua lämmittää säiliössä oleva lämmityselementti, elohopea pakotetaan ulos ja avaa koskettimet.
Lämpöreleissä, joissa käytetään aineiden (yleensä metallien) siirtymistä kiinteästä tilasta nestemäiseen, sauvan pää, jossa on terä, työnnetään jousen vaikutuksesta tiettyyn tilavuuteen sulavaa ainetta. Kun lämpötila kammiossa nousee aineen sulamispisteeseen, jousi vetää ulos (tai kääntää) sauvan ja sulkee kosketuksen.
Lämpöreleissä, jotka käyttävät siirtymistä nestemäisestä kaasumaiseen aineeseen, on sylinteri, joka on täytetty haihtuvalla nesteellä (esimerkiksi etyylikloridi - lämpötiloissa 40 ° - 160 ° C ja metyylikloridi - 0 ° - 150 ° C) ja liitetty kapillaariputki (jopa 10 m pitkä) manometrisellä elementillä (kalvokotelo tai palkeet). Kapillaariputki täytetään vähän haihtuvalla ja vähän puristuvalla siirtonesteellä - glyseriinin, etyylialkoholin ja veden tai glykolin ja viinialkoholin seoksella. Sylinterin lämpötilan noustessa sen sisältämä neste haihtuessaan aiheuttaa höyrynpaineen nousun, joka siirtyy kapillaariputken täyttävän nesteen kautta palkeeseen. Jälkimmäinen liikkuu ja vaikuttaa siten elohopeakoskettimeen.
Kaasun tiheyden lämpötilariippuvuutta hyödyntävät lämpöreleet koostuvat pienestä pumpusta, joka imee sisään vakiomäärän ilmaa aikayksikköä kohden lämpötilaa säädettävässä paikassa sijaitsevan supistuksen kautta. Painehäviön muutos supistumisen jälkeen on verrannollinen ohjattuun lämpötilaan.
Optisia periaatteita käyttäviä lämpöreleitä käytetään mittaamaan liikkuvien kappaleiden lämpötilaa tai erittäin korkeita lämpötiloja. Lämpöhavaitsevaan elimeen tuleva energiavirta on verrannollinen siihen, missä on säädellyn kehon lämpötila, on havainnoivan elementin lämpötila. Optisen havainnointielimen tapauksessa käytetään joko koko havaintoelimeen tulevaa säteilyspektriä tai vain osa siitä johdetaan sopivan valosuodattimen läpi.
Sähköperiaatteisiin perustuvissa lämpöreleissä käytetään johtavien tai puolijohdemateriaalien ominaisvastusmuutosta, dielektrisyysvakion tai magneettisen läpäisevyyden tai termoEMF:n muutosta lämpötilan muutoksista riippuen.
Resistiivisyyden muutoksella toimivilla lämpöreleillä on johdin- tai puolijohdevastus (lämpövastus, termistori), joka sisältyy yleensä differentiaali- tai siltapiirin varteen.
Joskus käytetään puolijohteiden lämpöresistanssien (termistorien) virta-jännite-ominaisuuksien epälineaarisuutta, mikä aiheuttaa äkillisen muutoksen virrassa (releilmiö) piirissä, johon puolijohdevastus sisältyy.
Dielektrisyysvakion muutokseen perustuvissa lämpöreleissä on kondensaattori, jonka dielektrisyys muuttaa jyrkästi sen dielektrisyysvakiota, kun lämpötila muuttuu määrätyissä rajoissa. Kondensaattori on kytketty vaihtovirtapiiriin sarjaan kuorman kanssa tai sähköisten värähtelyjen generaattorin piiriin. Kun asetettu lämpötila saavutetaan, kuormituspiirin virrassa tapahtuu jyrkkä muutos tai generaattorin värähtelyt katkeavat.
Magneettisen läpäisevyyden muutoksella toimivissa lämpöreleissä on ferromagneettisesta metalliseoksesta valmistettu ydin, jonka Curie-piste vastaa (tai on lähellä) vastelämpötilan asetusarvoa. Sydänkäämitys on kytketty vaihtovirtapiiriin sarjaan kuorman kanssa tai sähköisten värähtelyjen generaattorin piiriin. Kun asetettu lämpötila saavutetaan kuormituspiirissä, kuormitus muuttuu jyrkästi tai generaattorin värähtelyt häiriintyvät.
Lämpöreleet, jotka käyttävät lämpö-EMF-arvon muutosta termoparin kuumaliitoksen lämpötilasta, koostuvat termoparista ja erittäin herkästä sähköreleestä, joka laukeaa, kun lämpötila (ja siten lämpö-EMF) saavuttaa ennalta määrätyn arvon. Sähköreleeseen syötetyn EMF:n vahvistamiseksi magneettikenttään sijoitetaan DC- tai AC-vahvistin (esimodulaatiolla ja myöhemmällä demodulaatiolla) virta, puolijohdemateriaaleista valmistetut termoparit tai kuumaliitos.
Akustisia periaatteita käyttävät lämpöreleet eivät ole löytäneet sovellusta teollisuudessa.
Kirjallisuus
- Voloshin I.F. Kasperovich A.S. Shashkov A.G. Puolijohteiset lämpövastukset. - Minsk, 1959.
- Nechaev G.K. Udalov N.P. Rele ja anturi puolijohteiden lämpöresistanssilla. – 1961.
- Turichin A.M. Ei-sähköisten suureiden sähköiset mittaukset. – 1959.
- Ageikin D.I. Kostina E.N. Kuznetsova N.N. Automaattisten ohjaus- ja säätöjärjestelmien anturit. - Moskova, 1959.