Caracteristicile principale care trebuie furnizate în documentația tehnică pentru termostatul lichid sunt următoarele:
- interval de temperatură
- stabilitatea pe termen scurt (începutul, mijlocul și sfârșitul intervalului)
- stabilitatea pe termen lung (începutul, mijlocul și sfârșitul intervalului)
- uniformitatea temperaturii în volumul de lucru (începutul și sfârșitul intervalului)
- acuratețea atingerii unei temperaturi date (la mai multe temperaturi)
În plus, în termostatele care operează într-o gamă largă, pentru a obține o stabilitate maximă, este de dorit să existe posibilitatea unei ajustări simple a parametrilor de control, de exemplu domeniul de control, deoarece pentru temperaturi diferite, condițiile de schimb de căldură și vâscozitatea schimbării lichidului.
Există cazuri în care specificațiile pentru un termostat arată o singură cifră pentru stabilitatea și precizia ieșirii la o anumită temperatură. Trebuie avut în vedere faptul că acest lucru este permis doar în intervalele de temperatură înguste și numai pentru termostatele grosiere. Dacă este necesar să se obțină o stabilitate mai bună de ± 0,02 ° C, este necesar să se solicite producătorului o măsurătoare a stabilității la mai multe temperaturi.
Toate caracteristicile de mai sus ale termostatului depind de designul termostatului, lichidul termostatic, precizia regulatorului de temperatură.
Constructii de termostate lichide
Cel mai simplu de design - un rezervor de încălzire termostat spiral electric în interiorul vasului, un agitator cu elice, cufundat în același rezervor. Ca termometru de reglare, este folosit adesea un termometru de contact cu mercur. Astfel de termostate au fost utilizate în număr mare și sunt încă folosite în laboratoarele de verificare. Dezavantajul lor este o lege brută de reglementare pe principiul on-off, prezența gradienților de temperatură pe verticală și orizontală, de obicei adâncime insuficientă. Stabilitatea maximă realizabilă este de ± 0,05 ° C pentru apă, ± 0,2 ° C pentru ulei.
Îmbunătățirea termostatelor merge de-a lungul căii de aplicare a regulatoarelor moderne și a senzorilor de temperatură, schimbarea designului rezervorului și schimbarea principiului de amestecare.
Unul dintre cele mai de succes modele este un termostat de preaplin. Are două rezervoare, dintre care una se amestecă, cealaltă este scufundată în termometre verificabile. Lichidul trebuie turnat dintr-un volum în altul, creând un flux vertical continuu și practic eliminând gradientul de temperatură verticală.
Cel de-al doilea design modern este un termostat cu două rezervoare separate printr-un grătar. În interiorul unui rezervor, un mixer cu mai multe elice distribuite în profunzime și amestecarea diferitelor straturi orizontale de lichid funcționează în mod continuu. Astfel, gradientele verticale și orizontale sunt minimizate.
Al treilea tip sunt termostatele cu pompe în loc de mixere. Ele sunt foarte bine stabilite în completarea apei distilate sau alcool, dar pentru uleiul de termostate de pompe există problema oxidabile poluării sau ulei polimerizat. În termostatele cu pompe, poate fi observat și un anumit gradient de temperatură orizontal, datorită existenței fluxurilor verticale.
În proiectare este de asemenea important să se ia în considerare locația încălzitoarelor și a răcitoarelor. Având în vedere că fluxul de căldură urcă în sus, o opțiune bună este poziționarea blocului de încălzire în partea inferioară a rezervorului. Construit mai rece poate fi, de asemenea, situat în partea de jos sau în peretele termostatului, dar uneori este realizată într-o bobină de răcire separat care poate fi introdusă într-un termostat la voință și de ieșire din acesta. Există, de asemenea, termostate cu o bobină în care este furnizat lichid, răcit într-un alt termostat. Astfel de structuri sunt mai puțin practice și de obicei nu sunt la fel de stabile ca termostatele cu un sistem integrat de răcire.
Alegerea lichidului pentru termostat
Lichidul depinde de intervalul de temperatură cerut.
Cel mai bun lichid este apa distilată. Singurul său dezavantaj - o gamă limitată de temperaturi - de la 5 la 95 ° C. Toate celelalte caracteristici sunt superioare celorlalte posibile lichide. Apa poate fi adesea schimbată. Are vâscozitate minimă. În fiecare laborator, verificarea trebuie să fie un termostat de apă separat, care nu toarnă niciodată ulei sau alt lichid.
Există uleiuri siliconice importate moderne care acoperă o gamă largă de la -80 la 350 ° C. Cu toate acestea, pe lângă costul ridicat al unui astfel de ulei, există o serie de probleme care fac utilizarea zilnică a termostatului de ulei economic neprofitabilă. Mai întâi, uleiul își schimbă viscozitatea, de obicei sub 80 ° C, stabilitatea termostatului scade. În al doilea rând, după 100 ° C este necesară ventilația de evacuare, deoarece vaporii de petrol se evaporă și dăunează sănătății oamenilor. În al treilea rând, oxidarea, contaminarea și supraîncălzirea uleiului conduc la polimerizarea și solidificarea lui treptată, care pot dezactiva definitiv termostatul. De aceea, termostatul de ulei ar trebui să fie utilizat cât mai scurt posibil, să se oprească imediat după calibrare și să monitorizeze întotdeauna culoarea uleiului. Cea mai mică întunecare indică faptul că polimerizarea începe și că uleiul trebuie înlocuit. Desigur, este necesar un termostat de ulei în laborator pentru calibrarea individuală a termometrelor până la 300 ° C, dar timpul de comutare trebuie să fie redus la minimum.
Pentru temperaturi scăzute, există mai multe lichide acceptabile. Cu toate acestea, nu este nimic mai bun decât alcoolul etilic simplu. Nu este otrăvitoare și nu foarte scumpă. Utilizarea metanolului este foarte periculoasă, deoarece acesta este un lichid foarte dăunător pentru sănătate, deși adăugând 5% apă în etanol, este posibil să se atingă o temperatură minus 100 ° C. Pentru o temperatură de -30 ° C, se poate utiliza un amestec de etilenglicol și apă într-un raport de 1: 1. Deși de ce să folosiți altceva dacă există alcool?
Rețineți că pe scară largă PMS-100 ulei are o vâscozitate cinematică de 100 cSt, care este de cerințe de două ori mai mare pentru lichidele vâscozității import (10 până la 50 cSt). Acest lucru creează obstacole pentru obținerea unei stabilități ridicate.
Aceste termostate sunt de obicei utilizate în domeniul de la 300 la 550 ° C. În Rusia, practic nu sunt folosite. În laboratoarele de calibrare străine se utilizează în general echipamente, în special pentru verificarea termometrelor care necesită un punct de calibrare la temperaturi ridicate și termocupluri. Sarea este furnizată sub formă solidă sub formă de granule și se topește în termostat în sine. Sarea este foarte higroscopică și pentru depozitarea acesteia este necesar să se mențină un conținut de umiditate de cel mult 50% și să se evite intrarea apei. Termometrele sunt scufundate în sarea topită și, după verificare, sarea poate fi ușor spălată de ei sub un curent de apă. După 400 ° C este necesară ventilarea evacuării. Funcționarea pe termen lung la temperaturi de peste 450 ° C duce la o schimbare treptată a compoziției și distrugerii sarei. Este necesară înlocuirea periodică. Verificarea termometrelor în termostatele de sare este justificată din punct de vedere economic, deoarece Sarea nu este costisitoare. Stabilitate de temperatură realizabilă ± 0.01 ° C la 550 ° C
Aplicarea blocului de nivelare
Unitatea de nivelare mărește inerția termică și îmbunătățește stabilitatea la temperatură pe termen scurt. Cu toate acestea, aplicarea blocului are o serie de dezavantaje semnificative.
Mai întâi, diametrul canalelor din bloc ar trebui să fie adecvat pentru diferite tipuri de termometre sau este necesar să existe mai multe blocuri pentru diferite diametre ale termometrelor.
În al doilea rând, canalele blocului sunt contaminate cu ulei și trebuie curățate
În al treilea rând, instalarea unității în termostat în sine provoacă neplăceri spectatorului
Stabilitatea temperaturii în termostat depinde în mare măsură de alegerea senzorului și a regulatorului de temperatură. Senzorii cei mai fiabili sunt termometre de rezistență în platină miniatură cu gradare individuală și inerție redusă. Pentru temperaturi cuprinse între 0 și 100 ° C, se folosesc uneori termistori și termometre cu cuarț. Termistorii au avantajul că nu necesită o schemă de conectare cu patru fire. Termometrele de rezistență pot funcționa pe o gamă mai mare de temperatură, dar prezintă, de cele mai multe ori, histerezis, i. E. citirile lor pot diferi atunci când termostatul este încălzit și răcit, ceea ce afectează precizia ieșirii de temperatura setată și precizia de calibrare atunci când se utilizează senzorul termometru intern ca model exemplar. Termometrele cu utilizare pe termen lung pot avea o variație a caracteristicilor individuale de calibrare și, uneori, în termostate, este posibilă ajustarea coeficienților termometrului intern, pe baza rezultatelor comparației sale cu un termometru standard cu un termostat.
controlere de temperatură moderne departe de un simplu „on-off“ și punerea în aplicare a legii reglementarea complicate, parametrii care depind de temperatura, inerția termostatului, vâscozitatea, și de obicei cerșească din fabrică. Cu toate acestea, în cazul în care termostatul de mare precizie utilizat pentru o gamă largă de temperaturi, în care vâscozitatea condițiilor de transfer de fluid și de căldură pot fi modificate, producătorul trebuie să ofere posibilitatea clientului de a modifica parametrii de control și să recomande pentru a obține valoarea dorită a stabilității maxime.
Familiarizați-vă cu termometrele lichide din catalogul nostru >>>
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: