Сложните системи за автоматизация, които играят ролята на превключване на режимите на работа на определени устройства, са изградени върху най-простите елементи. Те са склонни да променят всеки от своите параметри (форма, обем, електрическа проводимост и т.н.) под влияние на един или повече фактори.
И така, всички съвременни нагревателни елементи са оборудвани с термостати, които контролират степента на повърхностно нагряване. Основата на всеки термостат е биметална плоча.
Какво е биметална плоча
Елемент, който има свойството да се деформира (огъва) в една посока под въздействието на повишена температура, се нарича биметална плоча. По името се досещате, че плочата съдържа два метала. Всеки от тях има своя собствена стойност на коефициента на топлинно разширение. В резултат на това, когато такава плоча се нагрее, един компонент от нея се разширява с определено количество, а вторият с друг.
Това води до огъване, чиято форма зависиот разликата в температурните коефициенти. Скоростта на деформация е право пропорционална на промяната в температурата. Когато плочата се охлади, тя придобива първоначалното си положение. Табелата е монолитна връзка и може да работи неограничено.
Какви компоненти се използват в биметали
За да се свържат металите заедно в един биметал, се използват запояване, заваряване и занитване.
Пример за обикновена биметална плоча е комбинация от месинг и стомана. Този композит има висока термична чувствителност.
Има аналози на биметал от неметални материали (стъкло, керамика). Те са проектирани да работят в сурови химически среди, където не може да се използва метал.
Как работи биметалната лента
Биметалната плоча работи като част от различни системи за термичен контрол и термичен контрол и по-точно в термично реле с много модификации. Най-простият термостат включва:
- Топлоустойчив корпус. Съдържа всички елементи на релето.
- Клеми - използвани за свързване на електрическата верига.
- Механични превключватели на контакти или контактни групи. Създавайте и прекъсвайте електрически контакти, включвайки или изключвайки веригата.
- Диелектричен прът или уплътнение. Предава механично действие от плоча към превключвател.
- Биметална плоча. Това е елемент на реакция на температурни промени и създава натиск върху стеблото.
- Температурен сензор. Обикновен металплоча, директно свързана към управляващия елемент. Има добра топлопроводимост и предава топлина на биметала.
Когато повърхността на нагревателя има приемлива температура, биметалната плоча е в определено извито (равномерно) състояние, електрическите контакти са затворени и токът протича във веригата на нагревателя.
Когато температурата на повърхността се повиши, биметалът започва да се нагрява и постепенно се деформира, оказвайки натиск върху пръта. В този случай идва момент, когато пръчката отваря контакта на механичния превключвател и токът във веригата на нагревателя се прекъсва. След това се охлажда, плочата се охлажда, веригата се затваря и всичко се повтаря отново.
Релета често се произвеждат с възможност за контрол на реакцията по температура.
Биметална котелна плоча
Системите за отопление на природен газ са високорискови устройства, така че включват различни сензори за наблюдение на състоянието. И така, основният елемент на безопасността е сензорът за тяга. Той определя правилната посока на изхода на продуктите от горенето, тоест от горивната камера към комина. Това предотвратява навлизането на въглероден окис в стаята и отравяне на хората.
Основният компонент на сензора за тяга е биметална плоча за газов котел. Принципът му на действие е подобен на този на всеки биметал, а размерите и параметрите на материала са изчислени по такъв начин, че превишаването на температурата от 75 градуса в канала води до деформация на плочата и задействане на газовия клапан.
Какви устройства използват биметални
Обхватът на биметалната плоча е изключително широк. Почти всички устройства, при които се изисква контрол на температурата, са оборудвани с биметални термостати. Това се дължи на конструктивната простота и надеждност на такива релейни системи. В нашата обичайна техника термостатите са:
- В домакински отоплителни уреди: печки, системи за гладене, бойлери, електрически чайници и др.
- Отоплителни системи: електрически конвектори, газови котли и котли на твърдо гориво с електроника.
- В електрически кутии за автоматично изключване.
- В електрониката в измервателните уреди, както и в импулсните генератори и релета за време.
- В термични двигатели.
В индустриалната технология биметалните пластини се монтират в термични релета, предназначени да защитават мощни електрически устройства от термични претоварвания: трансформатори, електродвигатели, помпи и др.
При смяна на табелата
Всички биметални ленти имат дълъг експлоатационен живот, но понякога подмяната е неизбежна. Нуждата идва, когато:
- Биметалът е загубил свойствата си или се е променил, което не отговаря на режима на работа на устройството.
- Плочата е изгоряла (отнася се за термични релета).
- Когато фиксиращият болт е счупен или запалителната горелка не успее (при газови котли).
- При смяна на вложкатаочаквани планирани дейности по поддръжка.
В домакинските уреди обикновено не се сменя. Ако системата за терморегулация се повреди, тогава подмяната на биметалната плоча се извършва като цял блок, който идва като резервни части за конкретен модел на устройството. Но често причината за повредата на термостата е изгарянето на NC контактите, а не на биметалната плоча.
