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溫度控制器的兩種工作結(jié)構(gòu)原理模式

時(shí)間:2021-07-23 點(diǎn)擊次數(shù):



溫度控制器的兩種工作結(jié)構(gòu)原理模式(圖1)

溫度控制器是什么?它是一種自動控制元件,根據(jù)工作環(huán)境的溫度變化時(shí),內(nèi)部也會引起物理變形,從而產(chǎn)生特殊的連鎖效應(yīng),執(zhí)行導(dǎo)通或斷開動作。除控制外,溫度控制器還可以在不同的工作原理下為電路提供和采集溫度數(shù)據(jù)。



 通常,溫度控制器可以分為兩種結(jié)構(gòu)工作原理模式,包括機(jī)械和電子。此外,還有一種監(jiān)控方式是通過水銀,當(dāng)溫度達(dá)到限制值時(shí),觸點(diǎn)會與水銀連接。
 機(jī)械式是將兩層熱膨脹系數(shù)不同的金屬零件壓在一起。監(jiān)測溫度變化后,溫控器內(nèi)部金屬的彎曲程度也隨之變化。當(dāng)彎曲到一定程度時(shí),溫控器會打開或斷開電路,使制冷和加熱設(shè)備工作。
 電子式是通過熱電偶、鉑電阻等溫度傳感器實(shí)現(xiàn)控制,將溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號,然后通過單片機(jī)、PLC等電路控制繼電器,促進(jìn)加熱或制冷設(shè)備的工作和停止。
 以上只是溫度控制器的簡要概述。下面詳細(xì)說說溫度控制器的分類以及它們的工作原理。涉及的類型有流體媒介、雙金屬片、色溫型、突跳型、液脹型、壓力型、電子型和蒸汽型。

    1.電子溫度控制器:我們也可以稱之為電阻式,大部分是通過電阻感受溫度來測量的。白金絲、熱敏電阻、銅絲、鎢絲經(jīng)常被用作設(shè)備的溫度測量電阻。然而,這些電阻各有優(yōu)缺點(diǎn)。一般家用空調(diào)使用熱敏電阻傳感器,也適用于地暖控制。
    2.雙金屬片溫控器:其工作原理主要是根據(jù)熱脹冷縮的物理現(xiàn)象進(jìn)行控制。首先,這種現(xiàn)象對物體基本上是共性的,但不同的物體結(jié)構(gòu)構(gòu)成不同,所以熱脹冷縮的程度也不同。這種溫控器的雙金屬片兩側(cè)使用不同物質(zhì)的導(dǎo)體,在溫度變化下迫使金屬片產(chǎn)生不同程度的彎曲。當(dāng)遇到設(shè)定的觸點(diǎn)或開關(guān)時(shí),設(shè)定的電路(保護(hù))會開始工作。
    3.跳躍式溫度控制器:事實(shí)上,這種類型的溫度控制器是在雙金屬片的基礎(chǔ)上開發(fā)的,主要可以保護(hù)各種電加熱設(shè)備的過熱,一般與熱熔斷器串聯(lián)使用,跳躍式溫度控制器作為一級保護(hù)。其中,當(dāng)設(shè)備故障導(dǎo)致電熱元件超過限溫時(shí),熱熔斷器起到二級保護(hù)作用,可以有效防止燒壞電熱元件造成不必要的事故。
    4.色溫溫度控制器:其工作原理是通過一些涂料在不同的溫度下產(chǎn)生不同的顏色來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。例如,液晶可以在不同的溫度下出現(xiàn)不同的顏色,然后利用攝像頭等顏色采集器為電路提供數(shù)據(jù)來控制電路。
    5.流體媒體溫度控制器:通過感溫流體熱脹冷縮和液體無法壓縮的原理,實(shí)現(xiàn)自動控制和調(diào)節(jié)。在溫度升高的過程中,感溫液體會逐漸膨脹,產(chǎn)生的驅(qū)動力會降低熱媒的輸出溫度。當(dāng)溫度降低時(shí),感溫液體改為逐漸收縮熱媒會在復(fù)位裝置的作用下擴(kuò)大,使輸出溫度再次升高,使被控溫度達(dá)到并保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。
    6.壓力溫控器:這種溫控器通常適用于制冷設(shè)備(冰箱、冰柜)和制熱器。其主要結(jié)構(gòu)由三部分組成:感溫、溫度設(shè)定主體、自動風(fēng)門或執(zhí)行開關(guān)的微動開關(guān)。壓力溫度控制器的工作原理是將被控溫度的變化轉(zhuǎn)化為空間壓力或體積變化,然后在達(dá)到設(shè)定值后通過彈性部件和快速瞬動裝置實(shí)現(xiàn)自動關(guān)閉觸頭動作,達(dá)到自動控溫的目的。
    7.液體膨脹溫度控制器:當(dāng)被控電路中的溫度發(fā)生變化時(shí),控制器感溫部分的物質(zhì)(通常采用液體形式)會引起相應(yīng)的熱脹冷縮原理(體積發(fā)生變化),然后與感溫部分連接的膜盒會膨脹或收縮。同時(shí),利用杠桿原理帶動開關(guān)通斷達(dá)到恒溫的目的。該類溫控器具有精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、開停溫差小、控制調(diào)節(jié)范圍大、過載電流大的特點(diǎn),主要用于家電行業(yè)、制冷行業(yè)或電熱設(shè)備等需要溫度控制的場所。
    8.蒸汽溫度控制器:工作原理是通過波紋管的動作作用在彈簧上,而彈簧的彈簧由控制板上的旋轉(zhuǎn)按鈕控制,毛細(xì)管放置在空調(diào)的內(nèi)部室內(nèi),吸入空氣出風(fēng)口,從而反應(yīng)室內(nèi)循環(huán)回風(fēng)的溫度。也就是說,當(dāng)室溫上升到預(yù)設(shè)溫度時(shí),毛細(xì)管和波紋管內(nèi)部的感溫氣體膨脹,使波紋管能夠有效伸長,同時(shí)克服彈簧的彈性,直到開關(guān)接觸連接。

溫度控制器的兩種工作結(jié)構(gòu)原理模式(圖2)


 此時(shí)此刻,壓縮機(jī)將運(yùn)行,使系統(tǒng)冷卻。當(dāng)室內(nèi)溫度下降到預(yù)設(shè)溫度范圍時(shí),感溫包的氣體會收縮,波紋管會收縮并與彈簧一起運(yùn)動。將開關(guān)放在斷開位置,切斷壓縮機(jī)的電機(jī)電路,從而反復(fù)運(yùn)動,即溫控器達(dá)到控制房間溫度的目的。
 一般來說,溫度控制器的工作原理是利用傳感器自動采集被監(jiān)測溫度的樣品并實(shí)時(shí)監(jiān)控。如果采集溫度超過設(shè)定值范圍,控制電路將啟動,我們也可以通過設(shè)置來控制回差范圍。
 現(xiàn)在很多控制器都有報(bào)警功能,所以如果溫度得不到有效控制,超過預(yù)設(shè)范圍,就會啟動這個功能的預(yù)警。同時(shí),為了防止燒毀,可以通過跳閘功能強(qiáng)行停止被測電路上設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。溫度控制器主要用于電力系統(tǒng)的高低壓開關(guān)柜、干式變壓器、箱式變電站,或家用空調(diào)、冰箱等相關(guān)領(lǐng)域。
 在水泵溫度控制的應(yīng)用中,當(dāng)功率較小時(shí),溫度控制器只需要與繼電器連接,其中繼電器常開時(shí)可以控制加熱,常閉時(shí)可以控制水泵。溫控器接通后繼電器得電,經(jīng)常開吸合,然后讓加熱棒或控制加熱棒的接觸器得電工作。
 達(dá)到溫度后,溫控器會自行斷開,然后繼電器會經(jīng)常斷開,加熱效果會停止。同時(shí),水泵會在常閉時(shí)接通,以便工作。可以使用12V小繼電器,但如果功率大,建議使用外接接觸器進(jìn)行接線。


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溫度控制器的兩種工作結(jié)構(gòu)原理模式(圖3)



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