Komplekse automatiseringssystemer, der spiller rollen som skift af driftstilstande for visse enheder, er bygget på de enkleste elementer. De har en tendens til at ændre enhver af deres parametre (form, volumen, elektrisk ledningsevne osv.) under indflydelse af en eller flere faktorer.
Så alle moderne varmeelementer er udstyret med termostater, der styrer graden af overfladeopvarmning. Grundlaget for enhver termostat er en bimetallisk plade.
Hvad er en bimetalplade
Et grundstof, der har den egenskab at deformeres (bøjes) i én retning under påvirkning af forhøjet temperatur, kaldes en bimetallisk plade. Ved navnet kan du gætte, at pladen indeholder to metaller. Hver af dem har sin egen værdi af termisk udvidelseskoefficient. Som et resultat, når en sådan plade opvarmes, udvider en komponent af den sig med en vis mængde, og den anden med en anden.
Dette resulterer i et bøjning, hvis form afhænger affra forskellen i temperaturkoefficienter. Deformationshastigheden er direkte proportional med ændringen i temperatur. Når pladen er afkølet, får den sin oprindelige position. Pladen er en monolitisk forbindelse og kan fungere i det uendelige.
Hvilke komponenter bruges i bimetaller
For at forbinde metaller sammen til et enkelt bimetal bruges lodning, svejsning og nitning.
Et eksempel på en almindelig bimetallisk plade er en kombination af messing og stål. Denne komposit har høj termisk følsomhed.
Der er analoger af bimetal fra ikke-metalliske materialer (glas, keramik). De er designet til at fungere i barske kemiske miljøer, hvor metal ikke kan bruges.
Sådan fungerer en bimetalstrimmel
En bimetalplade fungerer som en del af forskellige termiske kontrol- og termiske kontrolsystemer, og mere præcist i et termisk relæ med mange modifikationer. Den enkleste termostat inkluderer:
- Varmebestandigt hus. Den indeholder alle relæets elementer.
- Terminals - bruges til at forbinde det elektriske kredsløb.
- Mekaniske kontakter eller kontaktgrupper. Lav og afbryd elektriske kontakter ved at tænde eller slukke for kredsløbet.
- Dielektrisk stang eller pakning. Overfører mekanisk handling fra plade til kontakt.
- Bimetallisk plade. Det er et element af reaktion på temperaturændringer og skaber pres på stilken.
- Temperatursensor. Almindelig metalplade direkte forbundet til kontrolelementet. Den har god varmeledningsevne og overfører varme til bimetallet.
Når varmelegemets overflade har en acceptabel temperatur, er bimetalpladen i en vis buet (jævn) tilstand, de elektriske kontakter er lukkede, og der løber strøm i varmekredsløbet.
Når overfladetemperaturen stiger, begynder bimetallet at varme op og deformeres gradvist, hvilket lægger pres på stangen. I dette tilfælde kommer der et øjeblik, hvor stangen åbner kontakten til den mekaniske kontakt, og strømmen i varmekredsløbet afbrydes. Så køler det ned, pladen afkøles, kredsløbet lukker, og alt gentages igen.
Relæer produceres ofte med evnen til at styre responsen efter temperatur.
Bimetallisk kedelplade
Naturgasvarmesystemer er højrisiko-enheder, så de inkluderer forskellige tilstandsovervågningssensorer. Så hovedelementet i sikkerhed er en tryksensor. Det bestemmer den korrekte retning for udgangen af forbrændingsprodukter, det vil sige fra forbrændingskammeret mod skorstenen. Dette forhindrer kulilte i at trænge ind i rummet og forgifte mennesker.
Den vigtigste komponent i træksensoren er en bimetalplade til en gaskedel. Dets funktionsprincip ligner det for ethvert bimetal, og materialets dimensioner og parametre beregnes på en sådan måde, at overskridelse af temperaturen på 75 grader i kanalen fører til deformation af pladen og aktivering af gasventilen.
Hvilke enheder bruger bimetal
Omfanget af den bimetalliske plade er ekstremt bredt. Næsten alle enheder, hvor temperaturkontrol er påkrævet, er udstyret med bimet altermostater. Dette skyldes den konstruktive enkelhed og pålidelighed af sådanne relæsystemer. I vores sædvanlige teknik er termostater:
- I husholdningsvarmeapparater: komfurer, strygesystemer, kedler, elkedler osv.
- Varmesystemer: elektriske konvektorer, gas- og fastbrændselskedler med elektronik.
- I elektriske kasser med automatisk nedlukning.
- I elektronik i måleinstrumenter, samt i impulsgeneratorer og tidsrelæer.
- I termiske motorer.
I industriel teknologi er bimetalplader installeret i termiske relæer designet til at beskytte kraftige elektriske enheder mod termiske overbelastninger: transformere, elektriske motorer, pumper osv.
Når du skifter tallerken
Alle bimetalstrimler har en lang levetid, men nogle gange er udskiftning uundgåelig. Behovet kommer, når:
- Bimetallet har mistet sine egenskaber eller er ændret, hvilket ikke svarer til enhedens funktionsmåde.
- Pladen er brændt ud (gælder termiske relæer).
- Når fastgørelsesbolten er knækket, eller tændingsbrænderen svigter (i gaskedler).
- Når indsats udskiftesforventede planlagte vedligeholdelsesaktiviteter.
I husholdningsapparater ændres det norm alt ikke. Hvis termoreguleringssystemet fejler, sker udskiftningen af den bimetalliske plade som en hel blok, der kommer som reservedele til en specifik model af enheden. Men ofte er årsagen til termostatens fejl, afbrændingen af NC-kontakterne, og ikke den bimetalliske plade.
