Od przyrządów do pomiaru temperatury wymagamy:
-dokł. i szybkości wskazań równomiernych w całym zakresie pomiarowym,
-dokładności wskazań niezależnych odczytów zewnętrznych,
-szerokiego zakresu pomiarowego,
-łatwości dokonywania pomiarów,
-możliwości dokonywania pomiarów w sposób ciągły,
-łatwość połączenia przyrządów z urządzeniem rejestrującym i regulującym temperaturę,
-możliwości dokonywania pomiaru na odległość,
-łatwość obsługi, małe wymiary, prosta budowa i niezawodność pracy.
Podział przyrządów do pomiaru temperatury (wykres)
1)Bez stykowe (pirometry)
-radiacyjne
-fotoelektryczne
-monochromatyczne
-dwu barwowe (ardometry)
2)Stykowe
a)nieelektryczne
*-Rozszerzalnościowe
*rozszerzalność ciał stałych
-Dylatacyjne
-Bimetalowe
*Rozszerzalność cieczy
-szklane
-manometryczne cieczowe
*-Ciśnieniowe
*Zmiana prężności pary nasyconej
-manometry parowe
*Zmiana prężności gazów
-manometry gazowe
b)elektryczne
*-Generacyjne
*termoelektryczne:
-wypychowe
-kompensacyjne
*szumy cieplne
*-Parametryczne:
*półprzewodnikowe
*elektrolityczne
*magnetyczne
*pojemnościowo
*rezystancyjne:
-ilorazowe
-mostkowe niezrównoważone
-mostkowe ilorazowe
-mostkowe równoważone
Zakresy temperatur przyrządów do pomiaru temperatury:
1 Cieczowe szklane od -200 do 200
2 Cieczowe rtęciowe od -100 do 600
3 Cieczowe manometryczne od -100 do 500
4 Termometry parowe od -100 do 400
5 Parowe manometryczne od -100 do 300
6 Bimetalowe od -100 do 400
7 Dylatacyjne od 0 do 1000
8 Rezystancyjne od -200 do 800
9 Termitowe od -50 do 200
10 Termoelektryczne od -200 do 1800
11 Pirometry radiacyjne od 700 do 2000
12 Pirometry fotoelektryczne od 200 do 2000
13 pirometry z zanikających włókien od 700 do 2000
14 Pirometry dwu barwowe od 700 do 2200
Najstarszym sposobem mierzenia temperatury jest pomiar „na oko” po kolorze nalotu do 100 do 300 i żarzeniu, gdy wsad osiągnie 600 do 1000
Termometry rtęciowe służ do pomiaru temperatury do 350C i z tego względu mają ograniczone zastosowanie w obróbce cieplnej, gdyż służą do pomiaru temperatury przy odpuszczaniu, starzeniu stali. Rtęciowe dzielimy na: proste, kątowe i w obudowie ochronnej.
Termometry termoelektryczne
Podstawowym termometrem do pomiaru temperatury jest termometr termoelektryczny, który może pracować w zakresie od -200 do 1400C. Pozostałe przyrządy pomiarowe stanowią uzupełnienie przyrządów do pomiaru temp. Termometr termoelektryczny służ do pomiaru metodą stykową.
Zasada działania termometru termoelektrycznego jest oparta na zjawisku termoelektrycznym. Powstanie siły termoelektrycznej w obwodzie zamkniętym. Termometr termoelektryczny składa się z ogniwa, przewodów kompensacyjnych i miliwoltomierza wyskalowanego w stopniach Celsjusza. Na termo ogniwa używa się najczęściej czystego metalu i stopu tego metalu np. miedź-konstanta, żelazo-konstanta, nikiel i stop niklu z chromem, platyną. Przewody łączące termo ogniwa z miernikiem noszą nazwę przewody kompensacyjne i są wykonane z tych samych materiałów, co zostały użyte na termo ogniwa.
W niektórych przypadkach, gdzie nie zależy na dokładności pomiaru używa się miedzi lub stopów miedzi. Wartość siły termoelektrycznej określa się wzorem E=A(to-tw)+B(to2-tw2)
Pirometry są to przyrządy do pomiaru temperatury metodą pośrednią, gdyż mierzą temperaturę w odległości 20-25cm od źródła ciepła.
Pirometry dzielimy na:
-pirometry częściowego promieniowania świetlnego, zwane pirometrami monochromicznymi,
-pirometry całkowitego promieniowania, uwzględniające zarówno wypromieniowanie…
Pomiar temperatury za pomocą pirometru monochromicznego polega na porównaniu barwy żarzenia włókna żarówki pirometru z barwą żarzenia wsadu. W okularze przyrządu musi być widoczny wsad rozżarzony i do tego wsadu porównuje się kolor żarzenia żarówki zasilanej z baterii lub akumulatora. Kolor żarzenia żarówki uzależniony jest od opornika. Opornik ten połączony jest z miernikiem wyskalowanym w stopniach Celsjusza. Pirometry manometryczne służą do pomiaru temperatury w zakresie od 700 do 1500 lub przy zastosowaniu filtru 1200-2000.
Ardometry Temperatura pracy 600-1400 przy użyciu filtrów ze szkła czerwonego do 3000 C. Zasada działania ardometru oparta jest na skupieniu w soczewce promieniowania świetlnego i cieplnego. Po przejściu w soczewkę promienie skupiają się na czarnej blaszce platynowej. Z drugiej strony blaszki znajduje się termo ogniwo, które reaguje na rozgrzaną blaszkę. W rączce ardometru znajduj się miliwoltomierz wyskalowany w stopniach Celsjusza.
Zalety areometrów:
-wysoka temperatura badanych przedmiotów
-możliwość dokonywania pomiarów w sposób ciągły
-możliwość dokonywania pomiarów w odległości od 150 do 200mm
Wady:
-powolne ustalanie równowagi cieplnej
-niemożliwość dokonywania pomiarów w niskich temperaturach
Regulacja temperatury W nowoczesnych procesach technologicznych temperaturę reguluje się automatycznie. Dzięki czujnikom, które pod wpływem zmian temperatur stają się źródłem impulsów elektrycznych i mechanicznych. Miedzy czynnikiem, a regulatorem może się znajdować wzmacniacz impulsów. Najbardziej dogodnymi są urządzenia elektryczne regulujące temperaturę, ponieważ odznaczają się:
-małą bezwładnością cieplną
-niezawodnością działania od regulatorów mechanicznych
W procesach obróbki cieplnej stosuje się dwa rodzaje regulacji temperatury:
a) Regulacja stała -polega na utrzymaniu stałej temperatury w komorze pieca. Z powodu jednak bezwładności pieca i urządzeń regulacyjnych, urządzenia utrzymuje temperaturę w pewnym zakresie, które zależy od czułości elementów sterujących i wartości strat cieplnych pieca.
b) Regulacja programowa -zapewnia zmianę temperatury w określonym czasie przewidzianym warunkami procesu technologicznego.
1 Metody hartowania powierzchniowego:
>Hartowanie Płomieniowe
Hartowanie powierzchniowym nazywamy taka obróbkę cieplną, przy której następuje gwałtowne nagrzanie warstwy wierzchniej, a następnie chłodzenie w oleju lub powietrzu. Hartowanie powierzchniowe stosowane jest do czopów wałów korbowych i kół zębatych. Warstwa wierzchnia zostaje zahartowana, twarda a rdzeń pozostaje miękki. Warstwę wierzchnią możemy nagrzewać za pomocą palników wielo-płomieniowych lub pierścieniowych. Przy hartowanie płomieniowym możemy wyróżnić 2 metody hartowania.
*Hartowanie jednoczesne:
a)spoczynkowe
-grzanie
-chłodzenie
b)obrotowe
-grzanie
-chłodzenie
*Hartowanie ciągłe:
a)postępowe
b)kombinowane
>Hartowanie indukcyjne
Hartowanie powierzchniowe indukcyjne polega na nagrzewaniu materiału wzbudnikiem. Wzbudnik jest to zwój drutu o dużym przekroju, w którym płynie prąd o dużym natężeniu i dużej częstotliwości.
Nagrzewanie indukcyjne możemy podzielić na:
a)jednoczesne
b)ciągłe
c)szeregowe
d)równoległe
2 Urządzenia do hartowanie powierzchniowego
>Płomieniowe
Do hartowania powierzchniowego płomieniowego używa się palników acetylenowo-tlenowych. Konstrukcja palnika musi zapewniać odpowiednią szybkość wpływu mieszanki z wylotu palnika, gdyż zbyt wolny wypływ powoduje wolne nagrzewanie przedmiotu. Palniki używane do tego hartowania:
-jedno płomieniowe - o dużym przekroju dyszy
-wielo płomieniowe - do powierzchni płaskich
-pierścieniowe - do powierzchni walcowych
>Indukcyjne
Do nagrzewania indukcyjnego stosujemy nagrzewanie, które dzielimy na:
-maszynowe
-indukcyjne
Od przyrządów do pomiaru temperatury wymagamy:
-dokł. i szybkości wskazań równomiernych w całym zakresie pomiarowym,
-dokładności wskazań niezależnych odczytów zewnętrznych,
-szerokiego zakresu pomiarowego,
-łatwości dokonywania pomiarów,
-możliwości dokonywania pomiarów w sposób ciągły,
-łatwość połączenia przyrządów z urządzeniem rejestrującym i regulującym temperaturę,
-możliwości dokonywania pomiaru na odległość,
-łatwość obsługi, małe wymiary, prosta budowa i niezawodność pracy.
Podział przyrządów do pomiaru temperatury (wykres)
1)Bez stykowe (pirometry)
-radiacyjne
-fotoelektryczne
-monochromatyczne
-dwu barwowe (ardometry)
2)Stykowe
a)nieelektryczne
*-Rozszerzalnościowe
*rozszerzalność ciał stałych
-Dylatacyjne
-Bimetalowe
*Rozszerzalność cieczy
-szklane
-manometryczne cieczowe
*-Ciśnieniowe
*Zmiana prężności pary nasyconej
-manometry parowe
*Zmiana prężności gazów
-manometry gazowe
b)elektryczne
*-Generacyjne
*termoelektryczne:
-wypychowe
-kompensacyjne
*szumy cieplne
*-Parametryczne:
*półprzewodnikowe
*elektrolityczne
*magnetyczne
*pojemnościowo
*rezystancyjne:
-ilorazowe
-mostkowe niezrównoważone
-mostkowe ilorazowe
-mostkowe równoważone
Zakresy temperatur przyrządów do pomiaru temperatury:
1 Cieczowe szklane od -200 do 200
2 Cieczowe rtęciowe od -100 do 600
3 Cieczowe manometryczne od -100 do 500
4 Termometry parowe od -100 do 400
5 Parowe manometryczne od -100 do 300
6 Bimetalowe od -100 do 400
7 Dylatacyjne od 0 do 1000
8 Rezystancyjne od -200 do 800
9 Termitowe od -50 do 200
10 Termoelektryczne od -200 do 1800
11 Pirometry radiacyjne od 700 do 2000
12 Pirometry fotoelektryczne od 200 do 2000
13 pirometry z zanikających włókien od 700 do 2000
14 Pirometry dwu barwowe od 700 do 2200
Najstarszym sposobem mierzenia temperatury jest pomiar „na oko” po kolorze nalotu do 100 do 300 i żarzeniu, gdy wsad osiągnie 600 do 1000
Termometry rtęciowe służ do pomiaru temperatury do 350C i z tego względu mają ograniczone zastosowanie w obróbce cieplnej, gdyż służą do pomiaru temperatury przy odpuszczaniu, starzeniu stali. Rtęciowe dzielimy na: proste, kątowe i w obudowie ochronnej.
Termometry termoelektryczne
Podstawowym termometrem do pomiaru temperatury jest termometr termoelektryczny, który może pracować w zakresie od -200 do 1400C. Pozostałe przyrządy pomiarowe stanowią uzupełnienie przyrządów do pomiaru temp. Termometr termoelektryczny służ do pomiaru metodą stykową.
Zasada działania termometru termoelektrycznego jest oparta na zjawisku termoelektrycznym. Powstanie siły termoelektrycznej w obwodzie zamkniętym. Termometr termoelektryczny składa się z ogniwa, przewodów kompensacyjnych i miliwoltomierza wyskalowanego w stopniach Celsjusza. Na termo ogniwa używa się najczęściej czystego metalu i stopu tego metalu np. miedź-konstanta, żelazo-konstanta, nikiel i stop niklu z chromem, platyną. Przewody łączące termo ogniwa z miernikiem noszą nazwę przewody kompensacyjne i są wykonane z tych samych materiałów, co zostały użyte na termo ogniwa.
W niektórych przypadkach, gdzie nie zależy na dokładności pomiaru używa się miedzi lub stopów miedzi. Wartość siły termoelektrycznej określa się wzorem E=A(to-tw)+B(to2-tw2)
Pirometry są to przyrządy do pomiaru temperatury metodą pośrednią, gdyż mierzą temperaturę w odległości 20-25cm od źródła ciepła.
Pirometry dzielimy na:
-pirometry częściowego promieniowania świetlnego, zwane pirometrami monochromicznymi,
-pirometry całkowitego promieniowania, uwzględniające zarówno wypromieniowanie…
Pomiar temperatury za pomocą pirometru monochromicznego polega na porównaniu barwy żarzenia włókna żarówki pirometru z barwą żarzenia wsadu. W okularze przyrządu musi być widoczny wsad rozżarzony i do tego wsadu porównuje się kolor żarzenia żarówki zasilanej z baterii lub akumulatora. Kolor żarzenia żarówki uzależniony jest od opornika. Opornik ten połączony jest z miernikiem wyskalowanym w stopniach Celsjusza. Pirometry manometryczne służą do pomiaru temperatury w zakresie od 700 do 1500 lub przy zastosowaniu filtru 1200-2000.
Ardometry Temperatura pracy 600-1400 przy użyciu filtrów ze szkła czerwonego do 3000 C. Zasada działania ardometru oparta jest na skupieniu w soczewce promieniowania świetlnego i cieplnego. Po przejściu w soczewkę promienie skupiają się na czarnej blaszce platynowej. Z drugiej strony blaszki znajduje się termo ogniwo, które reaguje na rozgrzaną blaszkę. W rączce ardometru znajduj się miliwoltomierz wyskalowany w stopniach Celsjusza.
Zalety areometrów:
-wysoka temperatura badanych przedmiotów
-możliwość dokonywania pomiarów w sposób ciągły
-możliwość dokonywania pomiarów w odległości od 150 do 200mm
Wady:
-powolne ustalanie równowagi cieplnej
-niemożliwość dokonywania pomiarów w niskich temperaturach
Regulacja temperatury W nowoczesnych procesach technologicznych temperaturę reguluje się automatycznie. Dzięki czujnikom, które pod wpływem zmian temperatur stają się źródłem impulsów elektrycznych i mechanicznych. Miedzy czynnikiem, a regulatorem może się znajdować wzmacniacz impulsów. Najbardziej dogodnymi są urządzenia elektryczne regulujące temperaturę, ponieważ odznaczają się:
-małą bezwładnością cieplną
-niezawodnością działania od regulatorów mechanicznych
W procesach obróbki cieplnej stosuje się dwa rodzaje regulacji temperatury:
a) Regulacja stała -polega na utrzymaniu stałej temperatury w komorze pieca. Z powodu jednak bezwładności pieca i urządzeń regulacyjnych, urządzenia utrzymuje temperaturę w pewnym zakresie, które zależy od czułości elementów sterujących i wartości strat cieplnych pieca.
b) Regulacja programowa -zapewnia zmianę temperatury w określonym czasie przewidzianym warunkami procesu technologicznego.
1 Metody hartowania powierzchniowego:
>Hartowanie Płomieniowe
Hartowanie powierzchniowym nazywamy taka obróbkę cieplną, przy której następuje gwałtowne nagrzanie warstwy wierzchniej, a następnie chłodzenie w oleju lub powietrzu. Hartowanie powierzchniowe stosowane jest do czopów wałów korbowych i kół zębatych. Warstwa wierzchnia zostaje zahartowana, twarda a rdzeń pozostaje miękki. Warstwę wierzchnią możemy nagrzewać za pomocą palników wielo-płomieniowych lub pierścieniowych. Przy hartowanie płomieniowym możemy wyróżnić 2 metody hartowania.
*Hartowanie jednoczesne:
a)spoczynkowe
-grzanie
-chłodzenie
b)obrotowe
-grzanie
-chłodzenie
*Hartowanie ciągłe:
a)postępowe
b)kombinowane
>Hartowanie indukcyjne
Hartowanie powierzchniowe indukcyjne polega na nagrzewaniu materiału wzbudnikiem. Wzbudnik jest to zwój drutu o dużym przekroju, w którym płynie prąd o dużym natężeniu i dużej częstotliwości.
Nagrzewanie indukcyjne możemy podzielić na:
a)jednoczesne
b)ciągłe
c)szeregowe
d)równoległe
2 Urządzenia do hartowanie powierzchniowego
>Płomieniowe
Do hartowania powierzchniowego płomieniowego używa się palników acetylenowo-tlenowych. Konstrukcja palnika musi zapewniać odpowiednią szybkość wpływu mieszanki z wylotu palnika, gdyż zbyt wolny wypływ powoduje wolne nagrzewanie przedmiotu. Palniki używane do tego hartowania:
-jedno płomieniowe - o dużym przekroju dyszy
-wielo płomieniowe - do powierzchni płaskich
-pierścieniowe - do powierzchni walcowych
>Indukcyjne
Do nagrzewania indukcyjnego stosujemy nagrzewanie, które dzielimy na:
-maszynowe
-indukcyjne
Ardometry Temperatura pracy 600-1400 przy użyciu filtrów ze szkła czerwonego do 3000 C. Zasada działania ardometru oparta jest na skupieniu w soczewce promieniowania świetlnego i cieplnego. Po przejściu w soczewkę promienie skupiają się na czarnej blaszce platynowej. Z drugiej strony blaszki znajduje się termo ogniwo, które reaguje na rozgrzaną blaszkę. W rączce ardometru znajduj się miliwoltomierz wyskalowany w stopniach Celsjusza.
Zalety areometrów:
-wysoka temperatura badanych przedmiotów
-możliwość dokonywania pomiarów w sposób ciągły
-możliwość dokonywania pomiarów w odległości od 150 do 200mm
Wady:
-powolne ustalanie równowagi cieplnej
-niemożliwość dokonywania pomiarów w niskich temperaturach
Regulacja temperatury W nowoczesnych procesach technologicznych temperaturę reguluje się automatycznie. Dzięki czujnikom, które pod wpływem zmian temperatur stają się źródłem impulsów elektrycznych i mechanicznych. Miedzy czynnikiem, a regulatorem może się znajdować wzmacniacz impulsów. Najbardziej dogodnymi są urządzenia elektryczne regulujące temperaturę, ponieważ odznaczają się:
-małą bezwładnością cieplną
-niezawodnością działania od regulatorów mechanicznych
W procesach obróbki cieplnej stosuje się dwa rodzaje regulacji temperatury:
a) Regulacja stała -polega na utrzymaniu stałej temperatury w komorze pieca. Z powodu jednak bezwładności pieca i urządzeń regulacyjnych, urządzenia utrzymuje temperaturę w pewnym zakresie, które zależy od czułości elementów sterujących i wartości strat cieplnych pieca.
b) Regulacja programowa -zapewnia zmianę temperatury w określonym czasie przewidzianym warunkami procesu technologicznego.
1 Metody hartowania powierzchniowego:
>Hartowanie Płomieniowe
Hartowanie powierzchniowym nazywamy taka obróbkę cieplną, przy której następuje gwałtowne nagrzanie warstwy wierzchniej, a następnie chłodzenie w oleju lub powietrzu. Hartowanie powierzchniowe stosowane jest do czopów wałów korbowych i kół zębatych. Warstwa wierzchnia zostaje zahartowana, twarda a rdzeń pozostaje miękki. Warstwę wierzchnią możemy nagrzewać za pomocą palników wielo-płomieniowych lub pierścieniowych. Przy hartowanie płomieniowym możemy wyróżnić 2 metody hartowania.
*Hartowanie jednoczesne:
a)spoczynkowe
-grzanie
-chłodzenie
b)obrotowe
-grzanie
-chłodzenie
*Hartowanie ciągłe:
a)postępowe
b)kombinowane
>Hartowanie indukcyjne
Hartowanie powierzchniowe indukcyjne polega na nagrzewaniu materiału wzbudnikiem. Wzbudnik jest to zwój drutu o dużym przekroju, w którym płynie prąd o dużym natężeniu i dużej częstotliwości.
Nagrzewanie indukcyjne możemy podzielić na:
a)jednoczesne
b)ciągłe
c)szeregowe
d)równoległe
2 Urządzenia do hartowanie powierzchniowego
>Płomieniowe
Do hartowania powierzchniowego płomieniowego używa się palników acetylenowo-tlenowych. Konstrukcja palnika musi zapewniać odpowiednią szybkość wpływu mieszanki z wylotu palnika, gdyż zbyt wolny wypływ powoduje wolne nagrzewanie przedmiotu. Palniki używane do tego hartowania:
-jedno płomieniowe - o dużym przekroju dyszy
-wielo płomieniowe - do powierzchni płaskich
-pierścieniowe - do powierzchni walcowych
>Indukcyjne
Do nagrzewania indukcyjnego stosujemy nagrzewanie, które dzielimy na:
-maszynowe
-indukcyjne