Sarežģītas automatizācijas sistēmas, kas veic noteiktu ierīču darbības režīmu pārslēgšanu, ir veidotas uz vienkāršākajiem elementiem. Viņiem ir tendence mainīt kādu no saviem parametriem (formu, tilpumu, elektrovadītspēju utt.) viena vai vairāku faktoru ietekmē.
Tātad, visi modernie sildelementi ir aprīkoti ar termostatiem, kas kontrolē virsmas sildīšanas pakāpi. Jebkura termostata pamatā ir bimetāla plāksne.
Kas ir bimetāla plāksne
Elementu, kuram ir īpašība deformēties (locīties) vienā virzienā paaugstinātas temperatūras ietekmē, sauc par bimetāla plāksni. Pēc nosaukuma var nojaust, ka plāksnē ir divi metāli. Katram no tiem ir sava termiskās izplešanās koeficienta vērtība. Rezultātā, karsējot šādu plāksni, viena tās sastāvdaļa izplešas par noteiktu daudzumu, bet otra par citu.
Tā rezultātā veidojas līkums, kura forma ir atkarīgano temperatūras koeficientu starpības. Deformācijas ātrums ir tieši proporcionāls temperatūras izmaiņām. Kad plāksne ir atdzesēta, tā iegūst sākotnējo stāvokli. Plāksne ir monolīts savienojums un var darboties bezgalīgi.
Kādi komponenti tiek izmantoti bimetālos
Lai savienotu metālus vienā bimetālā, tiek izmantota lodēšana, metināšana un kniedēšana.
Izplatītas bimetāla plāksnes piemērs ir misiņa un tērauda kombinācija. Šim kompozītmateriālam ir augsta termiskā jutība.
Ir bimetāla analogi no nemetāliskiem materiāliem (stikls, keramika). Tie ir paredzēti darbam skarbās ķīmiskās vidēs, kur nevar izmantot metālu.
Kā darbojas bimetāla sloksne
Bimetāla plāksne darbojas kā daļa no dažādām termiskās kontroles un siltuma kontroles sistēmām, un precīzāk, daudzu modifikāciju siltuma relejā. Vienkāršākajā termostatā ietilpst:
- Karstumizturīgs korpuss. Tajā ir visi releja elementi.
- Termināli - izmanto, lai savienotu elektrisko ķēdi.
- Kontaktu vai kontaktu grupu mehāniskie slēdži. Izveidojiet un pārtrauciet elektriskos kontaktus, ieslēdzot vai izslēdzot ķēdi.
- Dielektriskais stienis vai blīve. Pārraida mehānisku darbību no plāksnes uz slēdzi.
- Bimetāla plāksne. Tas ir elements, kas reaģē uz temperatūras izmaiņām un rada spiedienu uz kātu.
- Temperatūras sensors. Parasts metālsplāksne, kas tieši savienota ar vadības elementu. Tam ir laba siltumvadītspēja un tas pārnes siltumu uz bimetālu.
Kad sildītāja virsmai ir pieņemama temperatūra, bimetāla plāksne ir noteiktā izliektā (līdzenā) stāvoklī, elektriskie kontakti ir aizvērti un sildītāja ķēdē plūst strāva.
Kad virsmas temperatūra paaugstinās, bimetāls sāk uzkarst un pakāpeniski deformējas, izdarot spiedienu uz stieni. Šajā gadījumā pienāk brīdis, kad stienis atver mehāniskā slēdža kontaktu, un strāva sildītāja ķēdē tiek pārtraukta. Pēc tam tas atdziest, plāksne atdziest, ķēde aizveras, un viss atkārtojas vēlreiz.
Releji bieži tiek ražoti ar iespēju kontrolēt reakciju pēc temperatūras.
Bimetāla katla plāksne
Dabasgāzes apkures sistēmas ir augsta riska ierīces, tāpēc tajās ir iekļauti dažādi stāvokļa uzraudzības sensori. Tātad galvenais drošības elements ir vilces sensors. Tas nosaka pareizo sadegšanas produktu izejas virzienu, tas ir, no sadegšanas kameras uz skursteni. Tas novērš oglekļa monoksīda iekļūšanu telpā un cilvēku saindēšanos.
Vilves sensora galvenā sastāvdaļa ir bimetāla plāksne gāzes katlam. Tā darbības princips ir līdzīgs jebkuram bimetālam, un materiāla izmēri un parametri ir aprēķināti tā, ka temperatūras pārsniegšana 75 grādu kanālā noved pie plāksnes deformācijas un gāzes vārsta iedarbināšanas.
Kādās ierīcēs tiek izmantots bimetāls
Bimetāla plāksnes darbības joma ir ārkārtīgi plaša. Gandrīz visas ierīces, kurās nepieciešama temperatūras kontrole, ir aprīkotas ar bimetāla termostatiem. Tas ir saistīts ar šādu releju sistēmu konstruktīvo vienkāršību un uzticamību. Mūsu parastajā tehnikā termostati ir:
- Sadzīves apkures iekārtās: plītis, gludināšanas sistēmas, boileri, elektriskās tējkannas utt.
- Apkures sistēmas: elektriskie konvektori, gāzes un cietā kurināmā katli ar elektroniku.
- Automātiskās izslēgšanas elektriskajās kastēs.
- Mērinstrumentu elektronikā, kā arī impulsu ģeneratoros un laika relejos.
- Termodzinējos.
Industriālajā tehnoloģijā bimetāla plāksnes tiek uzstādītas termorelejos, kas paredzēti, lai aizsargātu jaudīgas elektroierīces no termiskās pārslodzes: transformatorus, elektromotorus, sūkņus utt.
Mainot plāksni
Visām bimetāla sloksnēm ir ilgs kalpošanas laiks, taču dažreiz nomaiņa ir neizbēgama. Nepieciešamība rodas, kad:
- Bimetāls ir zaudējis savas īpašības vai ir mainījies, kas neatbilst ierīces darbības režīmam.
- Plāksne ir izdegusi (attiecas uz termorelejiem).
- Kad ir saplīsusi stiprinājuma skrūve vai sabojājas aizdedzes deglis (gāzes katlos).
- Ievietojot nomaiņuparedzamās plānotās apkopes darbības.
Sadzīves ierīcēs to parasti nemaina. Ja termoregulācijas sistēma neizdodas, tad bimetāla plāksnes nomaiņa notiek kā vesels bloks, kas nāk kā rezerves daļas konkrētam ierīces modelim. Taču bieži vien termostata atteices iemesls ir NC kontaktu, nevis bimetāla plāksnes sadegšana.
