Realizzare una termocoppia o un circuito pirometro

Per realizzare un misuratore di temperatura del forno, l'elemento sensibile deve essere particolarmente robusto in modo che sia in grado di resistere alle temperature estremamente elevate generalmente sviluppate nei forni e nei forni.

Cos'è una fornace

Il circuito di un pirometro qui spiegato si basa su un principio di termocoppia che può essere utilizzato per leggere le alte temperature direttamente dal forno o simili sorgenti di alta temperatura.

L'articolo spiega un concetto semplice che viene incorporato da molto tempo per misurare le alte temperature come nei forni e nei forni. Il progetto del circuito è qui allegato.

Un forno come tutti sappiamo è un dispositivo o una camera in cui si generano temperature a livelli molto elevati. I forni possono essere di molti tipi diversi, da quelli utilizzati nelle abitazioni a quelli industriali che sono fondamentalmente associati alla lavorazione di metalli, leghe, minerali ecc.

I forni utilizzati nelle abitazioni (dette anche caldaie) sono associati solo ad innalzare la temperatura degli interni a livelli adeguati e non sono quindi coinvolti livelli di temperatura critici per lo scopo richiesto.

Tuttavia con i forni industriali, se il livello di temperatura tende a vacillare potrebbe provocare gravi conseguenze e causare danni all'output processato. Pertanto, la temperatura all'interno di questi forni deve essere monitorata attraverso alcuni mezzi adeguati, preferibilmente attraverso l'elettronica.

Cos'è l'effetto Seebeck

Nell'anno 1821 il ricercatore Thomas Johann Seebeck osservò che quando due metalli dissimili vengono fusi o uniti alle loro estremità per formare due giunzioni opposte e quando una delle giunzioni viene riscaldata mentre l'altra viene raffreddata, la corrente inizia a fluire attraverso il sistema.

Ciò è stato confermato posizionando una bussola vicino a uno dei metalli di cui sopra che ha prodotto deviazioni durante il processo.

Il fenomeno è stato anche successivamente studiato e prende il nome dai rispettivi scienziati come effetto Peltier e Thomson.

Come funziona il sensore della termocoppia

I seguenti esempi spiegheranno come avviene il fenomeno: Considera due metalli dissimili, rame e alluminio. Lascia che i metalli vengano formati in anelli e uniti alle loro estremità torcendo come mostrato in figura.

Ora come spiegato sopra supponiamo che una delle giunzioni sia riscaldata, mantenendo l'altra giunzione a temperatura ambiente, il flusso di corrente può essere semplicemente confermato introducendo un milliamperometro ovunque in serie al “circuito” o come mostrato nel diagramma.

Tuttavia, l'amperometro determina e misura solo il flusso di corrente e se vogliamo misurare la tensione o la differenza di potenziale attraverso il cablaggio dovremo utilizzare un voltmetro o meglio un voltmetro Milli e collegarlo come indicato nello schema seguente.

Qui possiamo vedere che la seconda giunzione del circuito sopra è stata aperta e i terminali risultanti sono configurati con i terminali del voltmetro.

Le indicazioni e i principi di cui sopra sembrano piuttosto semplici e una facile alternativa per misurare le alte temperature.

Inconvenienti del sensore a termocoppia

Tuttavia, il sistema come un grande inconveniente, poiché l'intero fenomeno è funzionante e in base alle differenze di temperatura delle rispettive giunzioni, significa che l'introduzione di eventuali ulteriori giunzioni influenzerebbe direttamente e interferirebbe con le letture effettive del sistema.

Quando colleghiamo i terminali del misuratore alle estremità della termocoppia sopra spiegate, le connessioni agiscono individualmente come altre due giunzioni, infondendo altri due punti di rilevamento della temperatura, che possono sommare o sottrarre le letture dal rilevamento effettivo che si verifica all'altra estremità.

Ma detto questo, le condizioni possono essere corrette mantenendo i collegamenti del contatore il più corti possibile. Significa che se i fili del misuratore sono tenuti assolutamente piccoli o in altre parole se il misuratore è collegato direttamente alle estremità della termocoppia, le differenze possono essere trascurabilmente piccole e possono essere ignorate.

Anche se questo principio viene solitamente evitato e il problema viene risolto bilanciando il disturbo attraverso una rete a ponte di Wheatstone. Tuttavia con il nostro esperimento, al fine di mantenere le complicazioni al minimo, possiamo realizzare il misuratore di temperatura proposto integrando i collegamenti della termocoppia direttamente ai punti di terminazione del contatore.

Utilizziamo un metodo piuttosto insolito ma molto efficace per selezionare lunghe barre dei due metalli dissimili, che ci aiuterà a isolare il misuratore dal calore del forno a una distanza di sicurezza e tuttavia a produrre una lettura ragionevolmente accurata della temperatura misurata

Come realizzare un pirometro utilizzando il sensore a termocoppia

La seguente spiegazione ti illustrerà l'intera procedura:

Avrai bisogno dei seguenti materiali per realizzare il discusso misuratore di temperatura del forno:

Bastoncini di rame e alluminio - lunghi 2 piedi e mezzo ciascuno, mezzo centimetro di diametro.

Amperometro - 1 mA, FSD, misuratore a bobina mobile.

Blocco in legno con maniglie, opportunamente forato con fori passanti per il rinforzo delle aste metalliche.

La seguente procedura spiega come realizzare una termocoppia o un pirometro.

Procedura di costruzione del pirometro:

Usando una carta vetrata per pulire delicatamente le aste di metallo in modo che eventuali strati di carbonio o corrosione vengano raschiati e i metalli siano lucidati.

Usando un paio di pinze a becchi, piega con cura i metalli a una certa angolazione (come illustrato nel diagramma) e torca saldamente le estremità con le pinze.

In questo stato le aste saranno in una situazione abbastanza vulnerabile e dovranno essere rinforzate alle estremità libere, in modo che la giunzione non si disintegri.

Viene eseguito guidando delicatamente le aste attraverso i fori di un blocco di legno ben dimensionato, la perforazione deve essere selezionata in modo tale che le aste passino comodamente attraverso di essi.

Il contatore ora può essere opportunamente fissato sul blocco di legno stesso e le estremità dell'asta possono essere collegate anche ai terminali del contatore.

Poiché il misuratore collegato è un amperometro, richiederà un resistore calcolato in modo appropriato tra i suoi terminali, quindi la tensione ai suoi capi può essere tradotta in una differenza di potenziale leggibile o in una tensione corrispondente direttamente alla temperatura rilevata all'estremità della termocoppia.

La scala del misuratore dovrà anche essere calibrata linearmente secondo le corrispondenti indicazioni di temperatura.