Εργασία συστήματος ανάφλεξης- παροχή κατάλληλη στιγμήσπινθήρα ανάφλεξης με επαρκή ενέργεια για ανάφλεξη μίγμα καυσίμου. Όσο ακριβέστερα εκτελείται αυτή η διαδικασία, τόσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς και η απόδοση του κινητήρα. Η σωστά ρυθμισμένη ανάφλεξη αυξάνει την ισχύ του κινητήρα, μειώνει την κατανάλωση καυσίμου και τις εκπομπές ρύπων βλαβερές ουσίες.

ΣΕ τα τελευταία χρόνιακαι με την πάροδο των δεκαετιών αυτοί οι στόχοι γίνονται όλο και πιο σημαντικοί. Το σύστημα ανάφλεξης επαφής δεν μπορούσε να αντεπεξέλθει στις απαιτήσεις που τέθηκαν σε αυτό. Μέγιστη μεταδιδόμενη ενέργεια που απαιτείται για την ανάφλεξη μείγμα εργασίας, δεν ήταν δυνατό να αυξηθεί, αν και αυτό ήταν απαραίτητο για κινητήρες με υψηλή συμπίεση και ισχύ, η ταχύτητα περιστροφής των οποίων γινόταν ολοένα και μεγαλύτερη.

Επιπλέον, λόγω της συνεχούς φθοράς των επαφών, δεν είναι δυνατό να διασφαλιστεί η ακριβής συμμόρφωση με την καθορισμένη στιγμή ανάφλεξης. Αυτό προκάλεσε διακοπές στη λειτουργία του κινητήρα, αυξημένη κατανάλωση καυσίμου και εκπομπές επιβλαβών ουσιών στην ατμόσφαιρα.

Χάρη στην ανάπτυξη των ηλεκτρονικών, ήταν δυνατή η έναρξη της διαδικασίας ανάφλεξης χωρίς επαφή, με αποτέλεσμα να επιλυθούν τα προβλήματα φθοράς. Συντήρηση. Σε αυτήν την περίπτωση, ο καθορισμένος χρονισμός ανάφλεξης διατηρείται με ακρίβεια καθ' όλη σχεδόν τη διάρκεια ζωής.

Πρώτα απ 'όλα, αυτό επιτυγχάνεται χάρη στον σχηματισμό επαγωγικού σήματος (σύστημα ανάφλεξης τρανζίστορ χωρίς επαφή με αποθήκευση ενέργειας στην επαγωγή) και στο σχηματισμό σήματος από αισθητήρα Hall (TSZ-h).

Επειδή και τα δύο αυτά συστήματα είναι οικονομικά και σχετικά φθηνά, εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σήμερα σε ορισμένους μικρούς κινητήρες.

Τα κύρια πλεονεκτήματα ενός συστήματος ανάφλεξης χωρίς επαφή:

• χωρίς φθορά ή συντήρηση,
• σταθερή στιγμή ανάφλεξης,
• απουσία αναπήδησης επαφής και, κατά συνέπεια, δυνατότητα αύξησης της ταχύτητας περιστροφής,
• ρύθμιση της αποθήκευσης ενέργειας και περιορισμός του πρωτεύοντος ρεύματος,
• υψηλότερη δευτερεύουσα τάση του συστήματος ανάφλεξης
• Απενεργοποίηση DC.

Δομή και λειτουργίες του BSZ

Με βάση το σχήμα, εξηγείται συνοπτικά η αρχή λειτουργίας του συστήματος:

Σχέδιο. Εξαρτήματα ενός συστήματος ανάφλεξης τρανζίστορ

1. Μπαταρία συσσωρευτή
2. Διακόπτης ανάφλεξης και μίζας
3. Πηνίο ανάφλεξης
4. Διακόπτης
5. Αισθητήρας ανάφλεξης
6. Αισθητήρας-διανομέας
7. Μπουζί

Όταν η ανάφλεξη (2) είναι ανοιχτή, η τάση τροφοδοσίας παρέχεται στο κύριο τύλιγμα του πολλαπλασιαστή (3). Το ρεύμα διέρχεται από το πρωτεύον τύλιγμα· μόλις ο μεταγωγέας (4) λάβει σήμα από τον αισθητήρα ανάφλεξης (5), το ρεύμα στο πρωτεύον τύλιγμα διακόπτεται. Ο ακροδέκτης 1 του πηνίου ανάφλεξης συνδέεται με τη γείωση μέσω ενός διακόπτη. Στη δευτερεύουσα περιέλιξη προκαλείται υψηλή τάση μεγαλύτερη από 20 kV.

Η δευτερεύουσα τάση του συστήματος ανάφλεξης μεταδίδεται μέσω του ακροδέκτη 4 του πηνίου ανάφλεξης στον αισθητήρα του διανομέα στον αντίστοιχο κύλινδρο και το μπουζί.

Η μονάδα ελέγχου καθορίζει την ταχύτητα περιστροφής στροφαλοφόρος άξων(σήματα αισθητήρα) και βάσει αυτού ελέγχει το χρόνο συσσώρευσης του ρεύματος του πρωτεύοντος τυλίγματος του πηνίου ανάφλεξης (διάρκεια ανοιχτή κατάστασητρανζίστορ εξόδου ή θυρίστορ του συστήματος ανάφλεξης) και την τιμή του. Ανάλογα με την ταχύτητα και την τάση μπαταρία, λίγο πριν την εμφάνιση του σπινθήρα ανάφλεξης, ρυθμίζεται η καθορισμένη τιμή του πρωτεύοντος ρεύματος, δηλαδή όσο αυξάνεται η ταχύτητα περιστροφής, η διάρκεια της ροής του ρεύματος αυξάνεται με τον ίδιο τρόπο όπως όταν μειώνεται η τάση της μπαταρίας.

Με την ανάφλεξη ανοιχτή και ο κινητήρας δεν λειτουργεί(χωρίς σήμα αισθητήρα) μετά από κάποιο χρονικό διάστημα (συνήθως ένα δευτερόλεπτο), το ρεύμα στην κύρια περιέλιξη του πηνίου ανάφλεξης απενεργοποιείται. Μόλις η μονάδα ελέγχου λάβει ένα σήμα αισθητήρα (για παράδειγμα, κατά την εκκίνηση), επιστρέφει στην κατάσταση λειτουργίας.

Για την προσαρμογή του χρονισμού ανάφλεξης σε διαφορετικές συνθήκες φορτίου, η ρύθμιση πραγματοποιείται με τον ίδιο τρόπο όπως στα συστήματα ανάφλεξης επαφής, μηχανικά μέσω ενός μηχανισμού μεμβράνης ρυθμιστής κενού, καθώς και έναν φυγόκεντρο ρυθμιστή. Ως αποτέλεσμα, το σήμα του αισθητήρα (και μαζί του ο χρονισμός ανάφλεξης) αλλάζει ανάλογα με τις στροφές και το φορτίο του κινητήρα.

Σχέδιο. Διάγραμμα αλληλεπίδρασης κενού και φυγοκεντρικής ρύθμισης κατά τον έλεγχο της ανάφλεξης με χρήση επαγωγικού αισθητήρα

1. Φυγοκεντρικός ρυθμιστής
2. Ρυθμιστής χρονισμού ανάφλεξης υπό κενό με μηχανισμό μεμβράνης
3. Άξονας διανομής ανάφλεξης 4 - Κοίλος άξονας
4. Στάτη επαγωγικού αισθητήρα διανομέα ανάφλεξης
5. Ρότορας διανομέα ανάφλεξης

Επαγωγική ρύθμιση σήματος σε μη επαφή σύστημα τρανζίστορανάφλεξη με συσσώρευση ενέργειας στην επαγωγή

Ως αποτέλεσμα της περιστροφής του ρότορα του αισθητήρα παλμού ελέγχου, το μαγνητικό πεδίο αλλάζει και δημιουργείται η επαγωγική περιέλιξη (στάτορας) όπως φαίνεται στο σχήμα a, b AC τάση. Σε αυτή την περίπτωση, η τάση αυξάνεται καθώς τα δόντια του ρότορα πλησιάζουν τα δόντια του στάτη. Ο θετικός μισός κύκλος της τάσης φτάνει στη μέγιστη τιμή του όταν η απόσταση μεταξύ των δοντιών του στάτορα και του ρότορα είναι ελάχιστη. Καθώς η απόσταση αυξάνεται, η μαγνητική ροή αλλάζει απότομα την κατεύθυνσή της και η τάση γίνεται αρνητική.

Σχέδιο. Έλεγχος αισθητήρα παλμών με βάση την αρχή της επαγωγής
α) Τεχνολογικό διάγραμμα

1. Μόνιμος μαγνήτης
2. Επαγωγική περιέλιξη πυρήνα
3. Μεταβλητό διάκενο αέρα
4. Ρότορας αισθητήρα παλμού ελέγχου

β) χαρακτηριστικό χρόνου της εναλλασσόμενης τάσης που προκαλείται από τον αισθητήρα παλμού ελέγχου tz = χρονισμός ανάφλεξης

Σε αυτό το χρονικό σημείο (tz), ως αποτέλεσμα της διακοπής του πρωτεύοντος ρεύματος από τον μεταγωγέα, ξεκινά η διαδικασία ανάφλεξης.

Ο αριθμός των δοντιών του ρότορα και του στάτορα στις περισσότερες περιπτώσεις αντιστοιχεί στον αριθμό των κυλίνδρων. Σε αυτή την περίπτωση, ο ρότορας περιστρέφεται με μειωμένη ταχύτητα στροφαλοφόρου άξονα. Η μέγιστη τάση (± U) σε χαμηλή ταχύτητα είναι περίπου. 0,5 V, σε υψηλή - περίπου. έως 100 V.

Ο χρονισμός ανάφλεξης μπορεί να παρακολουθηθεί μόνο όταν ο κινητήρας λειτουργεί, καθώς χωρίς περιστροφή του ρότορα το μαγνητικό πεδίο δεν αλλάζει και, ως εκ τούτου, δεν δημιουργείται σήμα.

Παραγωγή σήματος από αισθητήρα Hall

Η δεύτερη δυνατότητα ανεπαφικού ελέγχου σπινθήρα μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα Hall.

Ο αισθητήρας Hall χρησιμοποιείται συχνά κατά τη μετατροπή του συστήματος ανάφλεξης από επαφή σε ανέπαφο, καθώς μπορεί να εγκατασταθεί αντί για διακόπτη σε μια κινητή πλάκα.

Ο αισθητήρας χωρίς επαφή χρησιμοποιεί το φαινόμενο Hall (που πήρε το όνομά του από τον ανακάλυπτό του), το οποίο περιλαμβάνει τη δημιουργία μιας εγκάρσιας διαφοράς δυναμικού σε έναν αγωγό που φέρει συνεχές ρεύμα υπό την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου. Το φαινόμενο Hall είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό σε ειδικούς ημιαγωγούς. Ένα μικροκύκλωμα ενσωματωμένο στον αισθητήρα Hall ενισχύει περαιτέρω το σήμα.

Σχέδιο. Εφέ Hall

• Av A2 - συνδέσεις, στρώμα ημιαγωγών
• UH - Τάση αίθουσας
• Β - μαγνητικό πεδίο (πυκνό)
• IV- D.C.θρέψη

Όταν η οθόνη με υποδοχές (κλείστρο) περιστρέφεται, το μαγνητικό πεδίο ενεργεί περιοδικά στον αισθητήρα Hall. Εάν το κλείστρο είναι ανοιχτό μεταξύ των μαγνητικών οδηγών (τις λεγόμενες υποδοχές), προκαλείται τάση Hall. Εάν το κλείστρο είναι κλειστό στο διάκενο αέρα μεταξύ των μαγνητικών οδηγών, τότε οι γραμμές μαγνητικού πεδίου δεν μπορούν να επηρεάσουν τον αισθητήρα Hall και η τάση είναι κοντά στο μηδέν (Τα μικρά αδέσποτα πεδία δεν μπορούν να κατασταλούν πλήρως). Χάρη στο χαρακτηριστικό τάσης Hall, το σήμα για σπινθήρα είναι και πάλι παρόν.

Σχέδιο. Αρχή

1. Σφραγίδα με πλάτος β
2. Μόνιμος μαγνήτης
3. Τσιπ αίθουσας
4. Κενό αέρος

Ο αριθμός των σχισμών αντιστοιχεί στις περισσότερες περιπτώσεις στον αριθμό των κυλίνδρων και το κλείστρο περιστρέφεται μαζί με τον ρότορα του διανομέα ανάφλεξης με μειωμένη στο μισό ταχύτητα στροφαλοφόρου άξονα. Για τη ρύθμιση του χρονισμού ανάφλεξης, η πλάκα στην οποία είναι στερεωμένος ο αισθητήρας Hall κινείται μηχανικά σύμφωνα με την ήδη γνωστή αρχή. Ο σπινθήρας εμφανίζεται όταν ο αισθητήρας Hall είναι ενεργοποιημένος (t2), δηλαδή μόλις η υποδοχή επιτρέπει στις γραμμές μαγνητικού πεδίου να δράσουν στον αισθητήρα Hall. ΣΕ σε αυτήν την περίπτωσηΗ ρύθμιση ανάφλεξης μπορεί να πραγματοποιηθεί με τον κινητήρα να μην λειτουργεί (προσέξτε τις πληροφορίες του κατασκευαστή!).

Σχέδιο. Χαρακτηριστικό τάσης αίθουσας

Αντιμετώπιση προβλημάτων συστήματος ανάφλεξης χωρίς επαφή

Όταν εκτελείτε αντιμετώπιση προβλημάτων σε ανεπαφικό σύστημαανάφλεξη θυμηθείτε:

Τα σύγχρονα συστήματα ανάφλεξης λειτουργούν με πολύ υψηλές τάσεις, με αποτέλεσμα, εάν τα μέρη αποστράγγισης του συστήματος έρθουν σε επαφή, μπορεί να υπάρξει κίνδυνος για τη ζωή τόσο στην πλευρά του πρωτεύοντος όσο και του δευτερεύοντος ρεύματος. Επομένως, όταν εργάζεστε στο σύστημα ανάφλεξης, απενεργοποιήστε την ανάφλεξη και την παροχή ρεύματος!

Πριν ξεκινήσετε την αντιμετώπιση προβλημάτων, θα πρέπει να θυμάστε ξανά τις λειτουργίες ανάφλεξης (σπινθήρας ανάφλεξης - επαρκή ισχύ - κατάλληλη στιγμήανάφλεξη).

Αρχικά, θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι υπάρχει σπινθήρας ανάφλεξης. Ο ευκολότερος τρόπος ελέγχου: συνδέστε ένα νέο μπουζί στο καλώδιο υψηλής τάσης(το μπουζί πρέπει να είναι συνδεδεμένο στη γείωση του κινητήρα) και ξεκινήστε για λίγο. Ελέγξτε οπτικά για σπινθήρα. Εάν δεν υπάρχει σπινθήρας ανάφλεξης, είναι απαραίτητο να πραγματοποιήσετε οπτική επιθεώρηση ολόκληρου του συστήματος, καθώς και να ελέγξετε τις αποσπώμενες συνδέσεις για διάβρωση ή υγρασία και για την ακρίβεια των συρμάτων.

Εάν δεν εντοπιστεί εμφανής ζημιά, εντοπίστε τη διαδικασία ανάφλεξης με αντίστροφη σειρά, από το μπουζί μέσω του μπουζί και του καλωδίου υψηλής τάσης μέχρι την επαφή στον διανομέα, από το καλώδιο υψηλής τάσης του διανομέα στο πηνίο ανάφλεξης και από το πηνίο ανάφλεξης στη μονάδα ελέγχου. Οι είσοδοι της μονάδας ελέγχου ελέγχονται με τον ίδιο τρόπο.

Είναι σημαντικό να γνωρίζετε εάν ένα μπουζί ή όλα τα μπουζί λείπει σπινθήρας. Εάν μόνο σε ένα, το σφάλμα μπορεί να εμφανιστεί στην περιοχή μεταξύ του μπουζί του αντίστοιχου κυλίνδρου και του διανομέα. Εάν δεν υπάρχει σπινθήρας σε όλα τα μπουζί, πιθανότατα δεν εμφανίζεται καθόλου σπινθήρας και το σφάλμα εντοπίζεται στην περιοχή μεταξύ του διανομέα και της μονάδας ελέγχου ή στις εισόδους της μονάδας ελέγχου.

Στην πρώτη περίπτωση, ελέγξτε το καλώδιο υψηλής τάσης από τον διανομέα στο μπουζί. Απλός έλεγχοςΗ αντίσταση υποδηλώνει τη δυνατότητα συντήρησης του σύρματος. Συνοψίζονται οι αντιστάσεις του άκρου του μπουζί και του καλωδίου διανομής. Για ένα καλώδιο υψηλής τάσης με προκαταρκτικό διάκενο σπινθήρα, αυτή η μέθοδος δοκιμής δεν είναι κατάλληλη. Σε αυτή την περίπτωση, μόνο με τη βοήθεια επαγωγικών σφιγκτήρων που σφίγγονται μέσω του καλωδίου υψηλής τάσης μπορεί να ελεγχθεί εάν η δευτερεύουσα τάση του συστήματος ανάφλεξης μεταδίδεται μέσω του καλωδίου. Διαφορετικά, η λειτουργία ελέγχεται πειραματικά αντικαθιστώντας το αντίστοιχο καλώδιο υψηλής τάσης.

Εάν το καλώδιο είναι εντάξει, τότε ελέγξτε το καπάκι του διανομέα και του διανομέα. Ταυτόχρονα, με οπτικό έλεγχο, βεβαιωθείτε ότι οι επαφές δεν έχουν καεί και ότι δεν υπάρχουν ρωγμές ή άλλες ζημιές στο καπάκι του διανομέα.

Εάν δεν εκδηλωθεί καθόλου σπινθήρας, ελέγξτε τον ρότορα του διανομέα ανάφλεξης (οπτική επιθεώρηση, μέτρηση αντίστασης). κάντε το ίδιο με το καλώδιο υψηλής τάσης που οδηγεί από τον διανομέα στο πηνίο ανάφλεξης.

Η επόμενη μέτρηση αντίστασης αφορά το πηνίο ανάφλεξης. Σε αυτήν την περίπτωση, η αντίσταση μετράται μεταξύ του ακροδέκτη 1 και του ακροδέκτη 15 για το πρωτεύον κύκλωμα. Το δευτερεύον κύκλωμα του πηνίου ανάφλεξης μετράται μεταξύ των ακροδεκτών 4 και 1. Κατά τη λήψη μετρήσεων, τηρείτε τις προδιαγραφές του κατασκευαστή. Ενδέχεται να εμφανίζονται διακοπές στις πρωτεύουσες και δευτερεύουσες περιελίξεις του πηνίου ανάφλεξης μόνο σε υψηλές θερμοκρασίες.

Για να μετρήσετε την αντίσταση στο πηνίο ανάφλεξης, πρέπει να αποσυνδέσετε όλες τις επαφές.

Επιπλέον, ελέγξτε την τάση τροφοδοσίας στον ακροδέκτη 15 του πηνίου ανάφλεξης. Θα πρέπει να είναι η τιμή της τάσης της μπαταρίας (μείον την πτώση τάσης στην πρόσθετη αντίσταση). Στη συνέχεια, στον ακροδέκτη 1 μπορείτε να ελέγξετε τη γωνία περιστροφής του ρότορα του αισθητήρα και τον κύκλο λειτουργίας των παλμών.

Στην ταχύτητα ρελαντί, η γωνία περιστροφής του ρότορα του αισθητήρα κυμαίνεται από 5 έως 15 και αυξάνεται με την αύξηση της ταχύτητας. Σε παλαιότερα μοντέλα αυτοκινήτων χωρίς έλεγχο γωνίας ρότορα, αλλά με σύστημα ανάφλεξης χωρίς επαφή με θυρίστορ, η παράμετρος έχει σταθερή τιμή.

Εάν το πηνίο ανάφλεξης είναι εντάξει, αλλά δεν υπάρχει τάση στον ακροδέκτη 15, πρέπει να ελέγξετε το καλώδιο στον διακόπτη ανάφλεξης με την αντίστροφη σειρά και να εξαλείψετε την αιτία της δυσλειτουργίας.

Εάν, στην ταχύτητα εκκίνησης, η γωνία περιστροφής του ρότορα του αισθητήρα δεν ρυθμίζεται και ο κύκλος λειτουργίας των παλμών δεν μετράται, αν και η ισχύς παρέχεται μέσω του ακροδέκτη 15, θα πρέπει να ελέγξετε το αντίστοιχο σήμα εξόδου στη μονάδα ελέγχου.

Εάν δεν είναι αυτός ο λόγος, πρέπει να ελέγξετε όλες τις εισόδους στη μονάδα ελέγχου. Σε αυτήν την περίπτωση, πρώτα απ 'όλα, θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι η μονάδα ελέγχου λαμβάνει τάση τροφοδοσίας, δηλαδή και πάλι το σήμα εισόδου από τον ακροδέκτη 15. Πρέπει να υπάρχει καλή σύνδεση με τη γείωση στον ακροδέκτη 3. Εάν όλα είναι εντάξει και στις δύο περιπτώσεις, ελέγξτε την είσοδο σπινθήρα. Στην περίπτωση αυτή, όπως προαναφέρθηκε, γίνεται διάκριση μεταξύ επαγωγικού σχηματισμού και σχηματισμού από έναν αισθητήρα Hall.

Εάν υπάρχει επαγωγικός σπινθήρας στον ακροδέκτη 7, μπορείτε να ελέγξετε την τάση εξόδου AC χρησιμοποιώντας έναν παλμογράφο. Εάν δεν έχετε παλμογράφο στο χέρι, μπορείτε επίσης να μετρήσετε την τάση AC. Να θυμάστε ότι η μετρούμενη εναλλασσόμενη τάση μπορεί να κυμαίνεται από 0,5 V έως 100 V, ανάλογα με τις στροφές του κινητήρα.

Όταν ο σπινθήρας εμφανίζεται μέσω ενός αισθητήρα Hall στο αντίστοιχο τερματικό, το σήμα του αισθητήρα Hall ελέγχεται μετρώντας τον κύκλο λειτουργίας των παλμών. Ανάλογα με τον κατασκευαστή, ο κύκλος λειτουργίας παλμού στην ταχύτητα εκκίνησης μπορεί να κυμαίνεται από 10% έως 30%. Εάν λείπει το σήμα του αισθητήρα Hall, ελέγχεται η τροφοδοσία του αισθητήρα. Επίσης, ελέγξτε την αντίσταση του καλωδίου όταν αποσυνδέεται.

Υπάρχει κίνδυνος ζημιάς στον αισθητήρα Hall κατά τη μέτρηση της αντίστασης!

Μετά τον έλεγχο ηλεκτρικά κυκλώματαΤο επόμενο βήμα είναι να ελέγξετε το χρονισμό ανάφλεξης.

Ο έλεγχος του χρονισμού ανάφλεξης μπορεί να είναι είτε στατικός, δηλαδή όταν ο κινητήρας δεν λειτουργεί, είτε δυναμικά με τον κινητήρα σε λειτουργία. Πριν από αυτό πρέπει να ελέγξετε μηχανικές συσκευέςρύθμιση, καθώς η φθορά τους μπορεί να διαταραχθεί σωστή δουλειά. Η φυγόκεντρη ρύθμιση, ανάλογα με τις στροφές του κινητήρα, ελέγχεται με μια λυχνία στροβοσκοπίου, καθώς και με έναν ελεγκτή, με αργή αύξηση των στροφών του κινητήρα. Πριν το κάνετε αυτό, αποσυνδέστε το σωλήνα αναρρόφησης. Στο εύρος στροφών που έχει ορίσει ο κατασκευαστής, ο χρονισμός ανάφλεξης πρέπει να κινείται ομαλά προς την προώθηση,

Η ρύθμιση του χρονισμού ανάφλεξης, ανάλογα με το κενό προς νωρίς ή αργά, μπορεί να ελεγχθεί απλά αφαιρώντας και εγκαθιστώντας το σωλήνα υποπίεσης του ρυθμιστή κίνησης κενού και παρατηρώντας ταυτόχρονα τη μετατόπιση του χρονισμού ανάφλεξης χρησιμοποιώντας μια λυχνία στροβοσκοπίου ή έναν ελεγκτή κινητήρα. Η ρύθμιση για το χρονισμό καθυστερημένης ανάφλεξης είναι αποτελεσματική όταν ρελαντί, προς την πρώιμη στιγμή στα 2000-3000 min^-1. Αλλά ακόμα και σε αυτήν την περίπτωση, οι ακριβείς τιμές εξαρτώνται από τις οδηγίες του κατασκευαστή.

Οι αιτίες της μη ικανοποιητικής λειτουργίας των συσκευών ελέγχου που εξαρτώνται από την ταχύτητα μπορεί να είναι η διάβρωση των αισθητήρων ή η εξασθένηση των ελατηρίων. Η λειτουργία των μηχανικών-πνευματικών συσκευών ελέγχου που εξαρτώνται από το φορτίο μπορεί να επηρεαστεί λόγω βλάβης του μηχανισμού μεμβράνης του ρυθμιστή κενού (δύσκαμπτη λειτουργία, αποσυμπίεση), μηχανική βλάβη, μη σφιγμένοι εύκαμπτοι σωλήνες αναρρόφησης, καθώς και εσφαλμένες ρυθμίσεις βαλβίδας γκαζιού.

Διάλεξη7 . Μέτρηση θερμοκρασίας. Μέθοδοι επικοινωνίας και μη. Μέτρηση ροής θερμότητας.

7.1. Μέτρηση θερμοκρασίας.

Η θερμοκρασία είναι μια παράμετρος θερμικής κατάστασης, η οποία είναι ένα φυσικό μέγεθος που χαρακτηρίζει τον βαθμό θέρμανσης ενός σώματος. Ο βαθμός θέρμανσης ενός σώματος καθορίζεται από την εσωτερική του ενέργεια. Είναι αδύνατο να μετρηθεί άμεσα η θερμοκρασία του σώματος. Η θερμοκρασία μετριέται έμμεσα χρησιμοποιώντας την εξάρτηση από τη θερμοκρασία οποιασδήποτε φυσικής ιδιότητας ενός θερμομετρικού σώματος. Ως θερμομετρικό σώμα, χρησιμοποιούνται σώματα των οποίων οι φυσικές ιδιότητες που είναι βολικές για άμεση μέτρηση εξαρτώνται σαφώς από τη θερμοκρασία. Τέτοιες φυσικές ιδιότητες είναι, ειδικότερα, η ογκομετρική διαστολή του υδραργύρου, οι αλλαγές στην πίεση του αερίου κ.λπ.

Κατά τη μέτρηση της θερμοκρασίας ενός σώματος, το θερμομετρικό σώμα πρέπει να βρίσκεται σε θερμική επαφή μαζί του. Σε αυτή την περίπτωση με την πάροδο του χρόνου επέρχεται μεταξύ τους θερμική ισορροπία, δηλ. η θερμοκρασία αυτών των σωμάτων εξισώνεται. Αυτή η μέθοδος μέτρησης της θερμοκρασίας, στην οποία η μετρούμενη θερμοκρασία ενός σώματος προσδιορίζεται από τη θερμοκρασία ενός θερμομετρικού σώματος που συμπίπτει με αυτό, ονομάζεται μέθοδος επαφής μέτρησης της θερμοκρασίας. Πιθανές αποκλίσεις μεταξύ αυτών των τιμών θερμοκρασίας αποτελούν μεθοδολογικό σφάλμα στη μέθοδο επαφής μέτρησης θερμοκρασίας.

Στη φύση, δεν υπάρχουν ιδανικά κατάλληλα ρευστά εργασίας των οποίων οι θερμομετρικές ιδιότητες θα ικανοποιούσαν τις απαιτήσεις σε όλο το εύρος μέτρησης θερμοκρασίας. Επομένως, η θερμοκρασία που μετράται από ένα θερμόμετρο, η κλίμακα του οποίου βασίζεται στην υπόθεση μιας γραμμικής εξάρτησης από τη θερμοκρασία των θερμομετρικών ιδιοτήτων οποιουδήποτε σώματος, ονομάζεται συμβατική θερμοκρασία και η κλίμακα ονομάζεται συμβατική κλίμακα θερμοκρασίας. Ένα παράδειγμα συμβατικής κλίμακας θερμοκρασίας είναι η γνωστή κλίμακα Κελσίου. Υιοθετεί τον γραμμικό νόμο της θερμικής διαστολής του υδραργύρου και το σημείο τήξης του πάγου (0°C) και το σημείο βρασμού του νερού (100°C) σε κανονική πίεση χρησιμοποιούνται ως κύρια σημεία της κλίμακας. Η θερμοδυναμική κλίμακα θερμοκρασίας που προτείνει ο Kelvin βασίζεται στον δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο και δεν εξαρτάται από τις θερμομετρικές ιδιότητες του σώματος. Η κατασκευή της ζυγαριάς βασίζεται στις ακόλουθες διατάξεις της θερμοδυναμικής: εάν σε έναν άμεσο αναστρέψιμο κύκλο Carnot θερμότητα Q 1 παρέχεται στο λειτουργικό ρευστό από μια πηγή με υψηλή θερμοκρασίαΤο T 1 και η θερμότητα Q 2 απομακρύνονται σε μια πηγή με χαμηλή θερμοκρασία T 2, τότε η αναλογία T 1 / T 2 είναι ίση με την αναλογία Q 1 / Q 2, ανεξάρτητα από τη φύση του ρευστού εργασίας. Αυτή η εξάρτηση σάς επιτρέπει να κατασκευάσετε μια κλίμακα βασισμένη σε μία μόνο σταθερή ή σημείο αναφοράς με θερμοκρασία T 0. Έστω η θερμοκρασία των πηγών θερμότητας T 2 = T 0, και T 1 = T, και T είναι άγνωστη. Εάν πραγματοποιηθεί ένας άμεσος αναστρέψιμος κύκλος Carnot μεταξύ αυτών των πηγών και μετρηθεί η ποσότητα της θερμότητας που παρέχεται Q 1 και η θερμότητα που αφαιρείται Q 2, τότε η άγνωστη θερμοκρασία μπορεί να προσδιοριστεί από τον τύπο

Με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατή η βαθμονόμηση ολόκληρης της κλίμακας θερμοκρασίας.

Το τριπλό σημείο του νερού υιοθετήθηκε ως το μοναδικό σημείο αναφοράς για τη Διεθνή Θερμοδυναμική Κλίμακα Θερμοκρασίας και της αποδόθηκε τιμή θερμοκρασίας 273,16 Κ. Η επιλογή αυτού του σημείου εξηγείται από το γεγονός ότι μπορεί να αναπαραχθεί με υψηλή ακρίβεια - το σφάλμα δεν θα υπερβαίνει τα 0,0001 K, που είναι σημαντικά μικρότερο σφάλμα στην αναπαραγωγή των σημείων τήξης του πάγου και του βραστού νερού. Το Kelvin είναι μια μονάδα της θερμοδυναμικής κλίμακας θερμοκρασίας, που ορίζεται ως το 1/273,16 του διαστήματος θερμοκρασίας μεταξύ του τριπλού σημείου του νερού και του απόλυτου μηδέν. Αυτή η επιλογή μονάδας διασφαλίζει την ισότητα των μονάδων στη θερμοδυναμική και την κλίμακα εκατοστών: εύρος θερμοκρασίαςσε 1Κ ισούται με ένα διάστημα 1°C.

Λόγω του γεγονότος ότι ο προσδιορισμός της θερμοκρασίας με την εφαρμογή ενός άμεσου αναστρέψιμου κύκλου Carnot με τη μέτρηση της θερμότητας εισόδου και εξόδου είναι περίπλοκος και δύσκολος, για πρακτικούς σκοπούς, με βάση τη θερμοδυναμική κλίμακα θερμοκρασίας, καθιερώθηκε η Διεθνής Πρακτική Κλίμακα Θερμοκρασίας MPTS-68 (1968 - το έτος που υιοθετήθηκε η κλίμακα). Αυτή η κλίμακα ορίζει θερμοκρασίες από 13,81 K έως 6300 K και είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στη Διεθνή Θερμοδυναμική Κλίμακα Θερμοκρασίας. Η μεθοδολογία για την εφαρμογή του βασίζεται στα κύρια σημεία αναφοράς και στα όργανα αναφοράς που βαθμονομούνται από αυτά τα σημεία. Το MPTSH-68 βασίζεται σε 11 κύρια σημεία αναφοράς, τα οποία αντιπροσωπεύουν μια ορισμένη κατάσταση ισορροπίας φάσης ορισμένων ουσιών, στις οποίες αποδίδεται μια ακριβής τιμή θερμοκρασίας.

7.1.1. Μέτρηση θερμοκρασίας επαφής.

Με βάση την αρχή λειτουργίας τους, τα θερμόμετρα επαφής χωρίζονται σε:

1.Θερμόμετρα που βασίζονται στη θερμική διαστολή μιας ουσίας. Χρησιμοποιούνται με θερμομετρικό σώμα σε υγρή κατάσταση (για παράδειγμα, θερμόμετρα υδραργύρου υγρού γυαλιού) και σε στερεή κατάσταση - διμεταλλικό, η δράση του οποίου βασίζεται στη διαφορά των συντελεστών γραμμικής θερμικής διαστολής δύο υλικών (για παράδειγμα, Invar - ορείχαλκος, Invar - χάλυβας).

2. Θερμόμετρα που βασίζονται στη μέτρηση της πίεσης μιας ουσίας.

Πρόκειται για μανομετρικά θερμόμετρα, τα οποία είναι ένα κλειστό, σφραγισμένο θερμικό σύστημα που αποτελείται από έναν θερμικό κύλινδρο, ένα μανομετρικό ελατήριο και ένα τριχοειδές που τα συνδέει.

Η δράση του θερμομέτρου βασίζεται στην εξάρτηση από τη θερμοκρασία της πίεσης του αερίου (για παράδειγμα, του αζώτου) ή του υγρού ατμού που γεμίζει ένα σφραγισμένο θερμικό σύστημα. Η αλλαγή της θερμοκρασίας του θερμικού λαμπτήρα προκαλεί κίνηση του ελατηρίου, που αντιστοιχεί στη μετρούμενη θερμοκρασία. Τα μανομετρικά θερμόμετρα παράγονται ως τεχνικά όργανα για τη μέτρηση θερμοκρασιών από -150°C έως +600°C, ανάλογα με τη φύση της θερμομετρικής ουσίας.

3. Θερμόμετρα με βάση την εξάρτηση από τη θερμοκρασία του thermo-emf. Αυτά περιλαμβάνουν θερμοηλεκτρικά θερμόμετρα ή θερμοστοιχεία.

4.Θερμόμετρα με βάση τη θερμοκρασία εξάρτησης της ηλεκτρικής αντίστασης μιας ουσίας. Αυτά περιλαμβάνουν θερμόμετρα ηλεκτρικής αντίστασης.

Ένα θερμόμετρο υγρού γυαλιού είναι μια γυάλινη δεξαμενή λεπτού τοιχώματος που συνδέεται με ένα τριχοειδές, στο οποίο συνδέεται άκαμπτα ένας μετρητής θερμοκρασίας. Ένα θερμομετρικό υγρό χύνεται σε μια δεξαμενή με τριχοειδή, στην εξάρτηση από τη θερμοκρασία της θερμικής διαστολής της οποίας βασίζεται η δράση του θερμομέτρου. Ο υδράργυρος και ορισμένα οργανικά υγρά - τολουόλιο, αιθυλική αλκοόλη, κηροζίνη - χρησιμοποιούνται ως θερμομετρικά υγρά.

Τα πλεονεκτήματα των θερμομέτρων υγρού γυαλιού είναι η ευκολία σχεδιασμού και χειρισμού. χαμηλό κόστος, αρκετά υψηλή ακρίβεια μέτρησης. Αυτά τα θερμόμετρα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση θερμοκρασιών από μείον 200°C έως συν 750°C.

Τα μειονεκτήματα των θερμομέτρων υγρού γυαλιού είναι η υψηλή θερμική αδράνεια, η αδυναμία παρατήρησης και μέτρησης της θερμοκρασίας από απόσταση και η ευθραυστότητα του γυάλινου δοχείου.

Το θερμοηλεκτρικό θερμόμετρο βασίζεται στην εξάρτηση από τη θερμοκρασία του θερμοηλεκτροδίου επαφής σε ένα κύκλωμα δύο ανόμοιων θερμοηλεκτροδίων. Σε αυτή την περίπτωση, η μη ηλεκτρική ποσότητα-θερμοκρασία μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα - EMF. Τα θερμοηλεκτρικά θερμόμετρα συχνά ονομάζονται απλά θερμοστοιχεία. Τα θερμοηλεκτρικά θερμόμετρα χρησιμοποιούνται ευρέως στην περιοχή θερμοκρασιών από -200°C έως +2500°C, αλλά στην περιοχή χαμηλών θερμοκρασιών (κάτω από -50°C) είναι λιγότερο διαδεδομένα από τα θερμόμετρα ηλεκτρικής αντίστασης. Σε θερμοκρασίες άνω των 1300°C, τα θερμοηλεκτρικά θερμόμετρα χρησιμοποιούνται κυρίως για βραχυπρόθεσμες μετρήσεις. Τα πλεονεκτήματα των θερμοηλεκτρικών θερμομέτρων είναι η δυνατότητα μέτρησης της θερμοκρασίας με επαρκή ακρίβεια σε μεμονωμένα σημεία του σώματος, χαμηλή θερμική αδράνεια, επαρκής ευκολία κατασκευής σε εργαστηριακές συνθήκες, το σήμα εξόδου είναι ηλεκτρικό.

Τα ακόλουθα θερμοστοιχεία χρησιμοποιούνται επί του παρόντος για τη μέτρηση της θερμοκρασίας:

Ρήνιο βολφραμίου-βολφραμίου (VR5/20) έως 2400...2500K;

Πλατίνα-πλατίνα-ρόδιο (Pt/PtRh) έως 1800... 1900 K;

Chromel-alumel (CA) έως 1600...1700 K;

Chromel-copel (CC) έως 1100 K.

Όταν συνδέεται εργαλείο μέτρησης 2 σχήματα είναι δυνατά για το κύκλωμα θερμοστοιχείου:

1) με σπάσιμο σε ένα από τα καλώδια θερμοηλεκτροδίου.

2) με διάλειμμα στην ψυχρή διασταύρωση του θερμοστοιχείου.

Για τη μέτρηση μικρών διαφορών θερμοκρασίας, χρησιμοποιείται συχνά ένα θερμοστοιχείο που αποτελείται από πολλά θερμοστοιχεία συνδεδεμένα σε σειρά. Ένα τέτοιο θερμοστοιχείο καθιστά δυνατή την αύξηση της ακρίβειας μέτρησης ως αποτέλεσμα της αύξησης του σήματος εξόδου κατά τόσες φορές όσο τα θερμοστοιχεία στο θερμοστοιχείο.

Το Thermo-EMF σε ένα κύκλωμα θερμοστοιχείου μπορεί να μετρηθεί με ένα millivoltmeter χρησιμοποιώντας τη μέθοδο άμεσης αξιολόγησης και ένα ποτενσιόμετρο χρησιμοποιώντας τη μέθοδο σύγκρισης.

Τα θερμόμετρα ηλεκτρικής αντίστασης βασίζονται στην εξάρτηση από τη θερμοκρασία της ηλεκτρικής αντίστασης μιας θερμομετρικής ουσίας και χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μέτρηση θερμοκρασιών από -260°C έως +750°C και σε ορισμένες περιπτώσεις έως +1000°C. Το ευαίσθητο στοιχείο του θερμομέτρου είναι ένας μετατροπέας θερμίστορ, ο οποίος σας επιτρέπει να μετατρέψετε μια αλλαγή θερμοκρασίας (μη ηλεκτρική ποσότητα) σε αλλαγή αντίστασης (ηλεκτρική ποσότητα). Οποιοσδήποτε αγωγός με γνωστή εξάρτηση αντίστασης από τη θερμοκρασία μπορεί να χρησιμεύσει ως θερμίστορ. Μέταλλα όπως η πλατίνα, ο χαλκός, το νικέλιο, ο σίδηρος, το βολφράμιο και το μολυβδαίνιο χρησιμοποιούνται ως υλικά για το θερμίστορ. Εκτός από αυτά, ορισμένα ημιαγωγικά υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε θερμόμετρα αντίστασης.

Τα πλεονεκτήματα των μεταλλικών θερμομέτρων αντίστασης είναι ο υψηλός βαθμός ακρίβειας στη μέτρηση της θερμοκρασίας, η δυνατότητα χρήσης μιας τυπικής κλίμακας βαθμονόμησης σε όλο το εύρος μέτρησης και η ηλεκτρική μορφή του σήματος εξόδου.

Η καθαρή πλατίνα, για την οποία η αναλογία αντίστασης στους 100°C προς την αντίσταση στους 0°C είναι 1,3925, ικανοποιεί καλύτερα τις βασικές απαιτήσεις για χημική αντοχή, σταθερότητα και αναπαραγωγιμότητα των φυσικών ιδιοτήτων και κατέχει ιδιαίτερη θέση στα θερμίστορ για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Τα θερμόμετρα αντίστασης πλατίνας χρησιμοποιούνται για την παρεμβολή της Διεθνούς Κλίμακας Θερμοκρασίας από -259,34°C έως +630,74°C. Σε αυτό το εύρος θερμοκρασίας, ένα θερμόμετρο αντίστασης πλατίνας είναι ανώτερο σε ακρίβεια μέτρησης από ένα θερμοηλεκτρικό θερμόμετρο.

Τα μειονεκτήματα των θερμομέτρων αντίστασης είναι η αδυναμία μέτρησης της θερμοκρασίας σε ένα μόνο σημείο του σώματος λόγω του σημαντικού μεγέθους του ευαίσθητου στοιχείου του, η ανάγκη για εξωτερική πηγή ενέργειας για τη μέτρηση της ηλεκτρικής αντίστασης, η χαμηλή τιμή του συντελεστή θερμοκρασίας της ηλεκτρικής αντίστασης. για μεταλλικά θερμόμετρα αντίστασης, τα οποία απαιτούν εξαιρετικά ευαίσθητες και ακριβείς μετρήσεις μικρών αλλαγών στις συσκευές αντίστασης.

7.1.2. Μέτρηση θερμοκρασίας χωρίς επαφή με χρήση πυρόμετρων ακτινοβολίας.

Τα πυρόμετρα ακτινοβολίας ή απλά πυρόμετρα είναι συσκευές για τη μέτρηση της θερμοκρασίας των σωμάτων με θερμική ακτινοβολία. Η μέτρηση της θερμοκρασίας των σωμάτων με πυρόμετρα βασίζεται στη χρήση των νόμων και των ιδιοτήτων της θερμικής ακτινοβολίας. Ένα χαρακτηριστικό των μεθόδων πυρομετρίας είναι ότι οι πληροφορίες σχετικά με τη μετρούμενη θερμοκρασία μεταδίδονται χωρίς επαφή. Ενόψει αυτού, είναι δυνατόν να αποφευχθούν παραμορφώσεις στο πεδίο θερμοκρασίας του αντικειμένου μέτρησης, καθώς δεν απαιτείται άμεση επαφή του θερμικού δέκτη με το σώμα.

Με βάση την αρχή λειτουργίας, τα πυρόμετρα για τοπική μέτρηση θερμοκρασίας χωρίζονται σε πυρόμετρα φωτεινότητας, πυρόμετρα χρώματος και πυρόμετρα ακτινοβολίας.

Η κύρια ποσότητα που αντιλαμβάνεται το μάτι του ερευνητή ή οι δέκτες θερμικής ακτινοβολίας των πυρόμετρων είναι η ένταση ή η φωτεινότητα της ακτινοβολίας του σώματος. Η λειτουργία των πυρόμετρων φωτεινότητας βασίζεται στη χρήση της εξάρτησης της φασματικής έντασης της ακτινοβολίας του σώματος από τη θερμοκρασία του σώματος. Τα πυρόμετρα φωτεινότητας που χρησιμοποιούνται στο ορατό τμήμα του φάσματος ακτινοβολίας, με καταχώρηση σήματος χρησιμοποιώντας τα μάτια του ερευνητή, ονομάζονται οπτικά πυρόμετρα. Τα οπτικά πυρόμετρα είναι τα πιο εύκολα στη συντήρηση και χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μέτρηση θερμοκρασιών από 700°C έως 6000°C.

Για τη μέτρηση της θερμοκρασίας φωτεινότητας στο ορατό τμήμα του φάσματος, χρησιμοποιούνται ευρέως οπτικά πυρόμετρα με εξαφανιζόμενο νήμα εναλλασσόμενου και σταθερού νήματος. Η θερμοκρασία φωτεινότητας ενός σώματος μετριέται συγκρίνοντας τη φασματική ένταση της ακτινοβολίας από το σώμα που μετράται με την ένταση ακτινοβολίας ενός νήματος πυρομετρικού λαμπτήρα στο ίδιο ενεργό μήκος κύματος (το ενεργό μήκος κύματος είναι εντός του στενού πεπερασμένου εύρους μηκών κύματος στο οποίο το σώμα εκπέμπει ακτινοβολία). Σε αυτήν την περίπτωση, η θερμοκρασία φωτεινότητας του νήματος της λάμπας ρυθμίζεται με βαθμονόμηση χρησιμοποιώντας ένα απολύτως μαύρο σώμα ή χρησιμοποιώντας μια ειδική λυχνία θερμοκρασίας.

Το οπτικό σύστημα του πυρόμετρου σας επιτρέπει να δημιουργήσετε μια εικόνα του αντικειμένου μέτρησης στο επίπεδο του νήματος της πυρομετρικής λάμπας. Τη στιγμή που οι φασματικές εντάσεις της ακτινοβολίας του μετρούμενου αντικειμένου και του νήματος της λάμπας γίνονται ίσες, η κορυφή του νήματος εξαφανίζεται στο φόντο της λάμψης του σώματος.

Η αρχή λειτουργίας των έγχρωμων πυρόμετρων βασίζεται στην εξάρτηση του λόγου των εντάσεων της ακτινοβολίας που μετράται σε δύο αρκετά στενά φασματικά διαστήματα από τη θερμοκρασία του σώματος που εκπέμπει. Η ονομασία «πυρόμετρα χρώματος» προέρχεται από το γεγονός ότι στο ορατό τμήμα του φάσματος, μια αλλαγή στο μήκος κύματος σε σταθερή θερμοκρασία σώματος συνοδεύεται από αλλαγή στο χρώμα του. Τα έγχρωμα πυρόμετρα χρησιμοποιούνται για αυτόματη μέτρηση θερμοκρασίας στην περιοχή 700°C - 2880°C. Τα έγχρωμα πυρόμετρα έχουν χαμηλότερη ευαισθησία από τα πυρόμετρα φωτεινότητας, ειδικά σε υψηλές θερμοκρασίες, αλλά όταν χρησιμοποιούνται έγχρωμα πυρόμετρα, οι διορθώσεις θερμοκρασίας συνδέονται με διαφορές στις ιδιότητες αληθινά σώματααπό τις ιδιότητες ενός εντελώς μαύρου σώματος, είναι μικρότερες από ό,τι όταν χρησιμοποιούνται άλλα πυρόμετρα.

Τα πυρόμετρα ακτινοβολίας είναι συσκευές για τη μέτρηση της θερμοκρασίας με την ολοκληρωμένη ένταση (φωτεινότητα) της ακτινοβολίας του σώματος. Χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση θερμοκρασιών από 20°C έως 3500°C. Αυτές οι συσκευές έχουν μικρότερη ευαισθησία από τις συσκευές φωτεινότητας και χρώματος, αλλά οι μετρήσεις με μεθόδους ακτινοβολίας είναι τεχνικά απλούστερες.

Τα πυρόμετρα ακτινοβολίας αποτελούνται από ένα τηλεσκόπιο, έναν ενσωματωμένο δέκτη ακτινοβολίας, ένα δευτερεύον όργανο και βοηθητικές συσκευές. Το οπτικό σύστημα του τηλεσκοπίου συγκεντρώνει την ενέργεια ακτινοβολίας του σώματος στον ενσωματωμένο δέκτη ακτινοβολίας, ο βαθμός θέρμανσης του οποίου, δηλ. η θερμοκρασία, άρα και το σήμα εξόδου, είναι ανάλογη της προσπίπτουσας ενέργειας ακτινοβολίας και καθορίζει τη θερμοκρασία ακτινοβολίας του σώματος. Ως δέκτης ακτινοβολίας (ευαίσθητο στοιχείο) χρησιμοποιούνται συχνότερα θερμοστοιχεία που αποτελούνται από πολλά θερμοστοιχεία συνδεδεμένα σε σειρά. Μαζί με τους θερμοπίσκους, άλλα ευαίσθητα στη θερμότητα στοιχεία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ενσωματωμένοι δέκτες ακτινοβολίας, για παράδειγμα, βολόμετρα, στα οποία η ακτινοβολία από το αντικείμενο μέτρησης θερμαίνει μια ευαίσθητη στη θερμοκρασία αντίσταση. Η αλλαγή στη θερμοκρασία της αντίστασης χρησιμεύει ως μέτρο της θερμοκρασίας της ακτινοβολίας.

Οι συσκευές εγγραφής ένδειξης και οι συσκευές εγγραφής χρησιμοποιούνται ως δευτερεύουσες συσκευές που καταγράφουν το σήμα του δέκτη ακτινοβολίας. Η κλίμακα των δευτερευόντων οργάνων είναι συνήθως βαθμολογημένη σε βαθμούς θερμοκρασίας ακτινοβολίας. Για την εξάλειψη σφαλμάτων που προκαλούνται από τη θέρμανση του σώματος του πυρομέτρου (τηλεσκοπίου) λόγω της ανταλλαγής θερμότητας με το περιβάλλον και ως αποτέλεσμα της απορρόφησης ακτινοβολίας από το αντικείμενο μέτρησης. Τα τηλεσκόπια πυρόμετρων ακτινοβολίας μπορούν να εξοπλιστούν με διάφορα συστήματα αντιστάθμισης θερμοκρασίας.

7.2. Μέτρηση ροής θερμότητας.

Η μέτρηση των ροών θερμότητας είναι απαραίτητη κατά τη μελέτη των διαδικασιών εργασίας μηχανών και συσκευών, κατά τον προσδιορισμό των απωλειών θερμότητας και τη μελέτη των συνθηκών ανταλλαγής θερμότητας των επιφανειών με ροές αερίου ή υγρού.

Οι μέθοδοι μέτρησης των ροών θερμότητας και οι συσκευές που τις εφαρμόζουν είναι εξαιρετικά διαφορετικές. Με βάση την αρχή της μέτρησης της ροής θερμότητας, όλες οι μέθοδοι μπορούν να χωριστούν σε 2 ομάδες.

1. Μέθοδοι ενθαλπίας.

Χρησιμοποιώντας μεθόδους ενθαλπίας, η πυκνότητα ροής θερμότητας προσδιορίζεται από την αλλαγή στην ενθαλπία του σώματος που δέχεται θερμότητα. Ανάλογα με τη μέθοδο καταγραφής αυτής της αλλαγής, οι μέθοδοι ενθαλπίας χωρίζονται στη θερμιδομετρική μέθοδο, την ηλεκτρομετρική μέθοδο και τη μέθοδο που χρησιμοποιεί την ενέργεια των αλλαγών στην κατάσταση συσσωμάτωσης μιας ουσίας.

2. Μέθοδοι που βασίζονται στην επίλυση του άμεσου προβλήματος της θερμικής αγωγιμότητας.

Το άμεσο πρόβλημα της θερμικής αγωγιμότητας είναι να βρεθεί η θερμοκρασία του σώματος που ικανοποιεί τη διαφορική εξίσωση της θερμικής αγωγιμότητας και των συνθηκών μοναδικότητας. Σε αυτές τις μεθόδους, η πυκνότητα της ροής θερμότητας καθορίζεται από τη διαβάθμιση θερμοκρασίας στην επιφάνεια του σώματος. Μεταξύ των μεθόδων αυτής της ομάδας είναι η μέθοδος του βοηθητικού τοιχώματος, η θερμομετρική μέθοδος που χρησιμοποιεί την εγκάρσια συνιστώσα της ροής και η μέθοδος κλίσης.

Οι μέθοδοι που βασίζονται στην επίλυση του άμεσου προβλήματος της θερμικής αγωγιμότητας βασίζονται στον προσδιορισμό της πυκνότητας της ροής θερμότητας που διεισδύει στο υπό μελέτη αντικείμενο. Αυτή η μέθοδος εφαρμόζεται στην πράξη χρησιμοποιώντας θερμοηλεκτρικούς μετατροπείς μπαταρίας της ροής θερμότητας σε ηλεκτρικό σήμα συνεχούς ρεύματος. Η δράση βασίζεται στη χρήση του φυσικού νόμου της δημιουργίας διαφοράς θερμοκρασίας στον τοίχο όταν αυτός διαπερνάται από μια ροή θερμότητας. Η πρωτοτυπία του μετατροπέα ροής θερμότητας μπαταρίας έγκειται στο γεγονός ότι ο τοίχος στον οποίο δημιουργείται η διαφορά θερμοκρασίας και ο μετρητής αυτής της διαφοράς συνδυάζονται σε ένα στοιχείο. Αυτό επιτυγχάνεται λόγω του γεγονότος ότι ο μετατροπέας είναι κατασκευασμένος με τη μορφή ενός λεγόμενου βοηθητικού τοιχώματος, που αποτελείται από μια ομάδα διαφορικών θερμοστοιχείων, τα οποία συνδέονται παράλληλα κατά μήκος της μετρούμενης ροής θερμότητας και σε σειρά με το παραγόμενο ηλεκτρικό σήμα.

Η μπαταρία των θερμοστοιχείων κατασκευάζεται με χρήση γαλβανικής τεχνολογίας. Ένα μόνο γαλβανικό θερμοστοιχείο είναι ένας συνδυασμός ανιόντων και κατιόντων κλάδων θερμοζευγών, και ο ανιούσα κλάδος είναι ο κύριος αγωγός και ο κατερχόμενος κλάδος είναι ένα τμήμα του ίδιου αγωγού γαλβανικά επικαλυμμένο με ένα ζεύγος θερμοηλεκτροδίου υλικού. Ο χώρος μεταξύ τους είναι γεμάτος με ηλεκτρικό μονωτικό υλικό. Δομικά, ο μετατροπέας αποτελείται από ένα περίβλημα, στο εσωτερικό του οποίου μια μπαταρία θερμοστοιχείων και αγωγοί εξόδου είναι προσαρτημένες χρησιμοποιώντας μια ένωση, οι οποίες οδηγούνται έξω από το περίβλημα μέσω δύο οπών.

Ρύζι. 7.1. Διάγραμμα μπαταρίας γαλβανικών θερμοστοιχείων:

κύριο θερμοηλεκτρικό καλώδιο, 2 - γαλβανική επίστρωση, 3 - ένωση χύτευσης. 4 - ταινία πλαισίου.

Η μετρούμενη ροή θερμότητας καθορίζεται από τον τύπο

όπου Q είναι η ροή θερμότητας από το αντικείμενο W,

k – συντελεστής βαθμονόμησης W/mV,

e – θερμική ισχύς που παράγεται από τον μετατροπέα mV.

Τέτοιοι μετατροπείς μπαταριών μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εξαιρετικά ευαίσθητα θερμομετρικά στοιχεία (μετρητές θερμότητας) για διάφορες θερμικές μετρήσεις.

Βιβλιογραφία.

Gortyshev Yu.F. Θεωρία και τεχνολογία θερμοφυσικού πειράματος. – M., “Energoatomizdat”, 1985.

Μεταφορά θερμότητας και μάζας. Θερμοτεχνικό πείραμα. Εγχειρίδιο εκδ. Grigorieva V.A. – M., “Energoatomizdat”, 1982.

Ivanova G.M. Θερμοτεχνικές μετρήσεις και όργανα - M., “Energoatomizdat”, 1984.

Όργανα για θερμοφυσικές μετρήσεις. Κατάλογος. Ινστιτούτο Προβλημάτων Εξοικονόμησης Ενέργειας της Ακαδημίας Επιστημών της Ουκρανικής ΣΣΔ. Συντάχθηκε από τον Gerashchenko O.A., Grishchenko T.G. – Κίεβο, «Ώρα», 1991.

http://www.kobold.com/

Το αυτοκίνητο περιλαμβάνει τέσσερα συστήματα: ψύξη, λίπανση, καύσιμο και ανάφλεξη. Η αποτυχία καθενός από αυτά χωριστά οδηγεί σε πλήρης έξοδοςολόκληρο το αυτοκίνητο είναι εκτός λειτουργίας. Εάν εντοπιστεί βλάβη, πρέπει να διορθωθεί και όσο πιο γρήγορα, τόσο το καλύτερο, καθώς κανένα από τα συστήματα δεν αποτυγχάνει αμέσως. Συνήθως προηγούνται πολλά «συμπτώματα».

Σε αυτό το άρθρο θα ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο σύστημα ανάφλεξης. Υπάρχουν δύο τύποι: ανάφλεξη επαφής και χωρίς επαφή. Διαφέρουν ως προς την παρουσία ή την απουσία ανοιχτών επαφών στον διανομέα. Τη στιγμή που ανοίγουν αυτές οι επαφές, σχηματίζεται ένας σχηματισμός στο πηνίο, το οποίο τροφοδοτείται καλώδια υψηλής τάσηςγια κεριά.

Η ανάφλεξη χωρίς επαφή δεν έχει αυτές τις επαφές. Αντικαθίστανται από έναν διακόπτη, ο οποίος, καταρχήν, εκτελεί την ίδια λειτουργία. Αρχικά για αυτοκίνητα εγχώρια παραγωγήεγκαταστάθηκε μόνο σύστημα επαφής. Η VAZ άρχισε να εγκαθιστά ανέπαφη ανάφλεξη στις αρχές της δεκαετίας του 2000. Αυτό ήταν μια καλή ανακάλυψη για αυτόν. Πρώτα απ 'όλα, ανέπαφη ανάφλεξη έχει μεγαλύτερη αξιοπιστία, αφού στην πραγματικότητα ένα μάλλον ευάλωτο στοιχείο αφαιρέθηκε από το σύστημα.



Με την πάροδο του χρόνου, οι ιδιοκτήτες αυτοκινήτων άρχισαν να εγκαθιστούν μόνοι τους ανέπαφη ανάφλεξη στα κλασικά τους, καθώς αυτό απλοποίησε πολύ τη συντήρηση. Τώρα η πιθανότητα καύσης επαφών εξαλείφθηκε. Επιπλέον, τώρα δεν υπήρχε ανάγκη προσαρμογής του κενού τη στιγμή του ανοίγματος. Μεταξύ άλλων έχει και ανάφλεξη χωρίς επαφή καλύτερα χαρακτηριστικάρεύμα, δηλαδή υψηλότερη συχνότητα και τάση, που μειώνει σοβαρά τη φθορά των ηλεκτροδίων του μπουζί. Υπάρχουν προφανή πλεονεκτήματα σε όλους τους τομείς λειτουργίας.

Αλλά δεν είναι όλα τόσο ομαλά όσο θα θέλαμε. Για παράδειγμα, υπάρχουν φορές που ένας διακόπτης αποτυγχάνει. Εάν η αντικατάσταση του μπλοκ επαφής θα κοστίσει 150-200 ρούβλια με καλής ποιότητας, τότε εδώ οι τιμές είναι 3-4 φορές υψηλότερες. Μεταξύ άλλων, αντικατάσταση ανάφλεξη επαφήςΗ μετάβαση σε ανέπαφη συνεπάγεται επίσης την αντικατάστασή τους με σιλικόνη, εάν δεν είχαν εγκατασταθεί προηγουμένως. Φυσικά, μπορείτε να αφήσετε τα τυπικά, αλλά στη συνέχεια είναι πιθανές βλάβες, πράγμα που σημαίνει διακοπές στην ανάφλεξη και σε όλη τη λειτουργία του κινητήρα.



Τώρα λίγο για το ίδιο το σύστημα. Η ισχύς παρέχεται συνεχώς στις επαφές μέσω των οποίων πηγαίνει στην κύρια (μικρή) περιέλιξη του πηνίου. Τη στιγμή που ανοίγουν οι επαφές, το ρεύμα στο πρωτεύον τύλιγμα σταματά και αλλάζει με αποτέλεσμα να εμφανίζεται ένα ρεύμα επαγωγής υψηλή συχνότητακαι ένταση. Σε αυτό σερβίρεται

Η αντικατάσταση της ανάφλεξης επαφής με μια ίδια χωρίς επαφή δεν πρέπει να προκαλεί δυσκολίες, καθώς όλα καταλήγουν στο ξεβίδωμα και το βίδωμα των εξαρτημάτων. Φυσικά, μετά την αντικατάσταση του ίδιου του διανομέα, θα χρειαστεί να ρυθμίσετε τον χρονισμό ανάφλεξης, αλλά, πρώτον, αυτό δεν είναι πολύ δύσκολο και, δεύτερον, μπορείτε αρχικά να ρυθμίσετε το ρυθμιστικό σε μια βολική θέση και να το θυμηθείτε, ώστε στη συνέχεια να εγκαταστήστε το διακόπτη με τον ίδιο τρόπο. Αξίζει επίσης να αποσυνδέσετε την μπαταρία από το κύκλωμα για να αποφύγετε εγκαύματα ή άλλους τραυματισμούς.

Το αυτοκίνητο περιλαμβάνει τέσσερα συστήματα: ψύξη, λίπανση, καύσιμο και ανάφλεξη. Η αποτυχία καθενός από αυτά ξεχωριστά οδηγεί σε πλήρη αστοχία ολόκληρου του αυτοκινήτου. Εάν εντοπιστεί βλάβη, πρέπει να διορθωθεί και όσο πιο γρήγορα, τόσο το καλύτερο, καθώς κανένα από τα συστήματα δεν αποτυγχάνει αμέσως. Συνήθως προηγούνται πολλά «συμπτώματα».

Σε αυτό το άρθρο θα ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο σύστημα ανάφλεξης. Υπάρχουν δύο τύποι: ανάφλεξη επαφής και χωρίς επαφή. Διαφέρουν ως προς την παρουσία ή την απουσία ανοιχτών επαφών στον διανομέα. Τη στιγμή που ανοίγουν αυτές οι επαφές, α επαγόμενο ρεύμα,που τροφοδοτείται μέσω καλωδίων υψηλής τάσης στα μπουζί.

Η ανάφλεξη χωρίς επαφή δεν έχει αυτές τις επαφές. Αντικαθίστανται από έναν διακόπτη, ο οποίος, καταρχήν, εκτελεί την ίδια λειτουργία. Αρχικά, μόνο ένα σύστημα επαφής εγκαταστάθηκε σε αυτοκίνητα εγχώριας παραγωγής. Η VAZ άρχισε να εγκαθιστά ανέπαφη ανάφλεξη στις αρχές της δεκαετίας του 2000. Αυτό ήταν μια καλή ανακάλυψη για αυτόν. Πρώτα απ 'όλα, η ανάφλεξη χωρίς επαφή είναι πιο αξιόπιστη, καθώς στην πραγματικότητα ένα μάλλον ευάλωτο στοιχείο έχει αφαιρεθεί από το σύστημα.


Με την πάροδο του χρόνου, οι ιδιοκτήτες αυτοκινήτων άρχισαν να εγκαθιστούν μόνοι τους ανέπαφη ανάφλεξη στα κλασικά τους, καθώς αυτό απλοποίησε πολύ τη συντήρηση. Τώρα η πιθανότητα καύσης επαφών εξαλείφθηκε. Επιπλέον, τώρα δεν υπήρχε ανάγκη προσαρμογής του κενού τη στιγμή του ανοίγματος. Μεταξύ άλλων, η ανάφλεξη χωρίς επαφή έχει επίσης καλύτερα χαρακτηριστικά ρεύματος, δηλαδή υψηλότερη συχνότητα και τάση, γεγονός που μειώνει σοβαρά τη φθορά στα ηλεκτρόδια του μπουζί. Υπάρχουν προφανή πλεονεκτήματα σε όλους τους τομείς λειτουργίας.

Αλλά δεν είναι όλα τόσο ομαλά όσο θα θέλαμε. Για παράδειγμα, υπάρχουν φορές που ένας διακόπτης αποτυγχάνει. Εάν η αντικατάσταση ενός μπλοκ επαφής θα κοστίσει 150-200 ρούβλια εάν η ποιότητα είναι καλή, τότε εδώ οι τιμές είναι 3-4 φορές υψηλότερες. Μεταξύ άλλων, η αντικατάσταση μιας ανάφλεξης επαφής με μια ανάφλεξη χωρίς επαφή συνεπάγεται επίσης αντικατάσταση καλώδια υψηλής τάσηςσε σιλικονούχα, εάν δεν έχουν τοποθετηθεί προηγουμένως. Φυσικά, μπορείτε να αφήσετε τα τυπικά, αλλά στη συνέχεια είναι πιθανές βλάβες, πράγμα που σημαίνει διακοπές στην ανάφλεξη και σε όλη τη λειτουργία του κινητήρα.


Τώρα λίγο για το ίδιο το σύστημα. Τροφοδοτείται συνεχώς ρεύμα στις επαφές διανομέας ανάφλεξης,μέσω του οποίου περνά στο πρωτεύον (μικρό) τύλιγμα του πηνίου. Τη στιγμή που ανοίγουν οι επαφές, το ρεύμα στο πρωτεύον τύλιγμα σταματά και αλλάζει ένα μαγνητικό πεδίο,Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται ένα ρεύμα επαγωγής υψηλής συχνότητας και τάσης. Σε αυτό σερβίρεται μπουζί.

Η αντικατάσταση της ανάφλεξης επαφής με μια ίδια χωρίς επαφή δεν πρέπει να προκαλεί δυσκολίες, καθώς όλα καταλήγουν στο ξεβίδωμα και το βίδωμα των εξαρτημάτων. Φυσικά, μετά την αντικατάσταση του ίδιου του διανομέα, θα χρειαστεί να ρυθμίσετε τον χρονισμό ανάφλεξης, αλλά, πρώτον, αυτό δεν είναι πολύ δύσκολο και, δεύτερον, μπορείτε αρχικά να ρυθμίσετε το ρυθμιστικό σε μια βολική θέση και να το θυμηθείτε, ώστε στη συνέχεια να εγκαταστήστε το διακόπτη με τον ίδιο τρόπο. Αξίζει επίσης να αποσυνδέσετε την μπαταρία από το κύκλωμα για να αποφύγετε εγκαύματα ή άλλους τραυματισμούς.