|
II.BOB.Termoparani ishlash prinsipini o’rganish
|
| bet | 4/6 | | Sana | 17.12.2023 | | Hajmi | 258,21 Kb. | | #121854 |
Bog'liq KURS ISHIII.BOB.Termoparani ishlash prinsipini o’rganish.
2.1. Termoporalarni ishlash jarayonlari.
Termoelektrik termometrlarni haroratni o’lchash uchun qo’llash Termoparadagi termoelektr yurituvchi kuch(T.E.Yu. K) temperaturasiga asoslangan. T.E.Yu. K ikkita o’zga jinsli o’tkazgichlardan tuzilgan zanjirda o’tkazgichlar ulangan qismlaridagi tempraturalar (tengsizligi) farqidan hosil bo’ladi. Bir tomondan Fermi miqdorlari farqi tufayli har xil metallarning o’zaro teginishidan aloqali (kontaktli) potensiallar farqi paydo bo’ladi. Boshqa tomondan esa metalldagi erkin elektronlar konsentratsiyasi tempraturaga bog’liq bo’ladi. O’tkazgichdagi tempraturalar farqi tufayli elektr maydon hosil bo’lishiga olib keluvchi elektronlar diffuziyasi paydo bo’ladi. Shunday qilib T.E.Yu. K termoparaning kontaktlari orasidagi spay (uch)idagi potensiallar sakrashi miqdori (summasi(∑)) elektr maydon hosil qiladigan elektronlar diffuziyasining hosil qiluvchi potensiallari o’zgarishi miqdorlariga qo’shiladi va o’tkazgichlar jinsiga va ularning tempraturasiga bog’liq bo’ladi.
T.E.Yu. K ni o’lchash uchun termoelektr termometr zanchiriga o’lchov asbobi ulanadi va uning ulanish zanjirga hech bo’lmaganda yana bir uchinchi C o’tkazgichni olib kiradi. Uchinchi o’tkazgich ulanishi qonunidan quyidagi hulosalarni chiqarish mumkin. Agar termoelektrik termometr zanjiriga ulangan 1,2 yoki bir necha o’tkazgichlarning ulanuvchi qismlaridagi temperatura bir xil bo’lsa T.E.Yu.K termometriga ulanmaydi; Agar spayning barcha joylarida temperatura bir xil bo’lsa termoelektr termometr ishchi uchini svarka yo’li bilan tayyorlash mumkin.
Termperaturani termopara bilan o’lchash uchun termometr orqali oshiriladigan T.E.Yu.K ni va erkin uchlaridagi temperaturani o’lchash lozim.Sovuq spaylar tempraturalari T 1(1) va T 2(2 ) o'lchov asboblarining kirish qisgichlarining temperaturalaridan farq qiladi.
Shuni takidlash lozimki, T.E.Yu.K va aniq ishlatiluvchi termoelektrod materiallar tempraturalariorasidagi bog’liqlikni hozircha analitik usulda yetarlicha aniqlikda olib bo’lmasligi ochiqcha ko’rinib turibdi. Shuning uchun tempratularni o’lchashda bu bog’liqlik har xil maqsadda ishlatiladigan termoelektr o’zgartgichlardagi graduirovka va sodir bo’ladigan tabulirovka yoki T.E.Yu.K ning tempraturasiga boh’liqligi asosida grafik tuzish yo’li bilan tajriba usulida o’rnatiladi. Graduirovka qilish jarayonida termoelektr o’zgartgichning erkin uchlaridagi tempratura doimiy ravishda C da ushlab turilishi lozim va uning birligi = C deb belgilangan va standartlashtirilgan.
Sovuq spay tempraturasining doimiyligini taminlashdagi “Spayni sovitishga mo’ljallangan muzli vanna” ni qo’llash usuli bilan yoki vaqti-vaqti bilan maxsus ko’prik sxemani termopara bilan bog’lab turish yo’li bilan ta’minlash mumkin.Shuni takidlash lozimki termoelektr o’zgartgichning konturida hosil bo’ladigan T.E.Yu.K faqat spaylar shakli va hajmiga bog’liq va termoelektrodlarning geometrik shakli va hajmiga bog’liq emas.
Termoelektr termometr zanchiriga 3-o’tkazgichning ulash afzalliklariga asoslanib termoelektr ozgartgich zanjiriga o’lchash asbobini ikki xil usul (variant) da ulash mumkin. Asbob ulanishining ikkala sxemasida ham zanjirga xech bo’lmaganda yana bir uchinchi o’tkazgich C ni ulash mumkin.Termoelektr o’zgartgich o’lchov asbobini erkin uchidagi spay tirqishiga ulanganda termoelektr o’zgartgich 3ta spaylarga: bitta ishchi spay 1 va ikkita erkin spaylar 2 va 3 ga ega bo’ladi.Termoelektr o’zgartgich termoelektrodlaridan birining tirqishiga ulanganda esa to’rtta spay: bitta ishchi 1, bitta erkin 2 va doimiy tempraturadagi ikkita neytral 3 va 4 spaylar hosil bo’ladi.Qarshilik termometrlari. Temperaturani qarshilik termometrlari bilan oʼlchash temperatura oʼzgarishi bilan elektr oʼtkazgich hamda yarim oʼtkazgichlar elektr qarshiligining oʼzgarish xususiyatiga asoslangan. Demak, oʼtkazgich yoki yarim oʼtkazgichning elektr qarshiligi uning temperaturasi funktsiyasidan iborat, yaʼni
R = f(t).
By funktsiyaning koʼrinishi termometr qarshiligi materialining xossalariga bogʼliq.
Qarshilik termometrlarini tayyorlashda quyidagi talablarga javob beruvchi toza metallar qoʼllaniladi:
1. Oʼlchanayotgan muhitda metall oksidlanmasligi va ximiyaviy tarkibi oʼzgarmasligi kerak.
2. Metallning temperatura qarshilik koeffitsienti yetarli darajada katta va barqarorlashgan boʼlishi lozim.
3. Qarshilik temperatura oʼzgarishi bilan toʼgʼri yoki ravon egri chiziq boʼyicha keskin chetga chiqishlarsiz va gisterezis holatlarisiz oʼzgarishi kerak.
4. Solishtirma elektr qarshilik deyarli katta boʼlishi kerak. Maьlum temperaturalar oraligʼida yuqoridagi talablarga platina, mis, nikelь, temir, volьfram kabi metallar javob beradi.
Temperatura o‘zgarishi bilan elektr qarshiligining o‘zgarishini xarakterlovchi parametr elektr qarshilikning temperatura koeffitsienti deyiladi.bunda R0 va Rt — 0 va t°S temperaturadagi qarshilik. Temperatura koeffitsienti oS-1 yoki K-1 larda ifodalanadi.
Hozir qarshilik termometrlarini tayerlash uchun mis, platina, nikel va temirdan foydalaniladi.Bu termometrlar termoelement (sezgir element) va tashqi (himoya) armaturadan tuzilgan.Metall qarshilik termometrlarining sezgir elementi, odatda, shisha, kvars, keramika, slyuda yoki plastmassadan kilingan karkasga o‘ralgan sim yoki lentadan iborat.Sezgir element 1 izolyatsiya qilingan 0,08 mm diametrli simdan induktivliksiz karkassiz o‘ramga ega bo‘lgan holda yasaladi. Alohida qavatlari lak bilan mahkamlanadi va so‘ngra barcha sezgir element ftorplastli plyonka 2 bilan qoplanadi. Sezgir element yupqa devorli himoya metalli kobiqqa joylashtiriladi, unga keramik kukun sepiladi va germetizatsiyalanadi. Sim uchlari 3 quloqchalarga kavsharlanadi, ular termometr uchi qisqichlariga ulanadi.
Platina termometrlarning sezgir elementi ikkita yoki to‘rtta keramik karkas 1 ning kapillyar kanallarida joylashgan ketma-ket ulangan spirallar 2 dan tashkil topgan. Karkas kanallari keramik kukun 3 bilan to‘ldiriladi,bu poroshok izolyator bo‘lib xizmat qiladi va spiralning prujinaga o‘xshash egiluvchanligini ta’minlaydi. Spiral uchlariga platinali yoki iridiy rodiyli (60% rodiyli) simdan qilingan quloqchalar 4kavsharlangan. Keramik karkasda sezgir element maxsus glazur (yoki termosement) 5 bilan germetizatsiyalanadi.
Masala 1. TХK tipdagi tеrmоelеktrik tеrmоmеtrning tеrmо e.yu.ki ishchi uchidagi harоrat o’zgargan, ammо ishchi uchi va erkin uchlarining harоratini farqi saqlanib qоlganda o’zgaradimi? Masalan, E (300, 50°S) va E (600, 350°S) bo‘lganda?
Javob: Tеrmоelеktrik tеrmоmеtrning ishchi va erkin uchlarining tеmpеraturalari farqi bir hilda bo’lsa va tеrmоmеtrning хaraktеristikasi chiziqli bo’lsa tеrmоelеktrik tеrmоmеtr hosil qilayotgan tеrmо e.yu.k. bir хil bo’lishi mumkin.Agarda TХK tipidagi tеrmоelеktrik tеrmоmеtr хaraktеristikasi nochiziqli bo’lsa tеrmо e.yu.k. ham turlicha bo’ladi buni [2, 11] jadvallari yoki yuqoridagi rasm оrqali оsоnlikcha tushuntirish mumkin.
Masala 2. Quyidagi rasmda mis plastina sirtining haroratini o‘lchash sxemasi berilgan. (a) holatda termoelektrik termometr elektrodlari birga payvandlangan, so‘ngra plastinaga payvandlangan, (v) holatida har bir elektrod plastinaga alohida payvandlangan va elektrodlar o‘rtasida bevosita kontakt yo‘q. Misni issiqlik o‘tkazuvchanligining katta ekanligini hisobga olib va plastinani atrof muxit bilan yomon issiqlik almashinuvini nazarda tutib, mis plastinasining unga termoelektrodlar ulangan barcha nuqtalarida harorati bir hil deb hisoblash mumkin.Erkin uchlarining harorati bir hil bo‘lganda har ikkala termometrning termo e.yu.ki bir hil bo‘ladimi?
Javob: Har ikkala termometr hosil qiladigan e.yu.ki bir hil bo‘ladi. Termoelektrik termometrlarining teoriyasining asosiy xolatlaridan ma’lumki, termometr zanjiriga uchinchi o‘tkazgichning ulanishi termo e.yu.ki ni o‘zgartirmaydi, agarda bu o‘tkazgich ulanadigan joyning temperaturasi bir hil bo‘lsa.
Masala 3. Termoelektrik termometrning 2-5 rasmda tasvirlangan o‘lchov zanjiri uchun ishchi uchining temperaturasini aniqlang. ti = tz = 70°S, t0 =28°C, tn=18°S ligi ma’lum. Laboratoriya potensiometrining xulosasiga ko‘ra termo e.yu.k. TXA tipli termometr uchun E=23,52 mV ga teng
Javob: Termoelektrodli uzaytiruvchi simlar (2-5r) termoelektrik termometr erkin uchlarini zanjirda parazit termo e.yu.k. xosil qilmasdan chiqarish uchun xizmat qiladi (bunga zarur bo‘lgan shart har ikki termoelektrodlarni termoelektrodli uzaytiruvchi simlarga ulanadigan joylardagi temperaturaning tengligi hisoblanadi). Agar termometr potensiometrga faqat mis simlar yordamida ulangan bo‘lsa, unda erkin uchlari temperaturasi t1 = 70° S bo‘lar edi. Berilgan sxemada erkin uchlar termoelektrod simlar bilan t0 =28° S nuqtaga chiqarilgan. Mis simlarni uchinchi sim sifatida ko‘rib chiqish mumkin, u, termoelektrodli uzaytiruvchi simlar bilan ulangan joylardagi temperatura bir hil bo‘lsa, zanjirda xarakatlanayotgan termo e.yu.k ni o‘zgartirmaydi. IP o‘lchov asbobi xulosalari temperaturasidagi farqlar hisobiga xatoliklar paydo bo‘lishi mumkin. Biroq qoidaga ko‘ra, buni e’tiborga olmaslik mumkin va bundan kelib chiqadiki, termo e.yu.k. o‘zgarmaydi. Termoqarshilikli datchiklarni termoqarshilikni aylantiruvchi qurilmasi ham deb ataladi. Ularni ishlash prinsipi elektr o‘tkazuvchan materiallarni issiqlikdan elektr qarshiliklarini ortishi fizik hodisasiga asoslangan.
Termopora, elektr energiya bilan ishlaydigan o'g'itlar orasida isitish va sovitishni amalga oshiradigan har qanday qurilmadir. Termopora ishlash prinsipi Seebeck effektiga asoslanadi.Seebeck effekti o'zini qurilma temperaturasining o'zgarishiga bog'liq voltaj kvchligidan paydo bo'ladi. O‘g'itning ikkita to‘pning o‘rtasida temperaturaning farqi bo‘lganda, unda elektr o‘qiladigan elektr o‘g‘it tashkil bo‘ladi. Bu effekt qurilma uchun xususiy tashkil etilgan ikkita metaldan iborat termopar yo‘qotilishi bilan yuzaga keladi.Termopora qo'llanishda termopar o‘g‘itining ikkita to‘plari normal temperaturada bir-biriga nahotki bo‘ladi va ulardagi moliyaviy elektrning ortishi yo‘q bo‘ladi. Bunday holda termopar normal tekisligida ishlovchi bosim taddi bo‘lgan uchlikning amalga oshirilishini tekislik tezligida aniqlash mumkin.
Termopora qo‘llangan sohalar orasida istiqbolli o‘g‘itlarning boshkarish, klimatlashtirish, temperaturaning kuzatish va boshqalar mavzularida ularda keng qo‘llaniladi. Har bir termopora bir-biridan farqli xususiyatlarga ega bo‘lib, xususiy tejash korobkalar, jadval va qisqa texnik axborot yig‘ish vositalarida qo‘llanilishi mumkin.Harorat bu jismni tashkil qiluvchi elementar zarralar (atom va molekulalar)ning xarakati kinetik energiyasining oʻrta statistik ifodalovchi fizik kattalik. Harorat bu-jismning isitilganlik darajasi. Harorat birligi sifatida Kelvin gradusi qabul qilingan. SI birliklar tizimida 1°K suvning uchlanma nuqtasi termodinamik xaroratining 1/273.16 qismiga teng deb qabull qilingan. Shuningdek 0°C=273,15°K. Xaroratni suyuqlik (simobli) termometrlari, termopara, termorezistorlar yoki masofaviy oʻlchash uchun optik datchiklardan foydalanib oʻlchash mumkin. Simobli Termometr bilan oʻlchanganda, germetik naycha idish ichidagi simob ustuni balandligi xaroratga bogʻliq xolatda oʻsib boradi. Simobli termometrlar yordamida −35 °C dan past boʻlmagan va 600 °C dan yuqori boʻlmagan xaroratlarni oʻlchash mumkin. Chunki simobning qotish xarorati −38.9 °C ni tashkil qiladi. Yuqori oʻlchash chegarasi esa termometr kapilyarlaridagi bosimning orttirish xisobiga kengaytiriladi. Chunki simobning qaynash xarorat 356.6S boʻlsa xam, kapilyar ichidagi inert gaz bosimini 2 Mpa (20 kgs/sm2) ga orttirish xisobiga uning shkala diapazoni kengaytiriladi. Kvarsli naycha kapilyarlari ishlatiladigan termometrlarda oʻlchov diapazonini bundan xam orttirish mumkin. Termoparalarda xarorat ikkita xar xil jinsli metallardan tayyorlangan va uchlari bir biriga kavsharlangan juftlikning erkin uchlarida issiqlik taʼsirida paydo boʻluvchi Termoelektr yurituvchi kuch (EYuK)ning qiymatiga koʻra aniqlanadi (Zeebek effekti). Termoparalar tayyorlangan metall qotishmalariga koʻra bir necha turlarga boʻlinadi. Eng koʻp tarqalgani XK (xromel kopel) va XA (xromel alyumel) termoparali boʻlib, XK termoparasida 0-600 (qisqa muddatga 800) °C gacha XA da esa 0-1100 (qisqa muddatga 1300) °C gacha xaroratni oʻlchash mumkin. Platina- platinarodiy qotishmasidan tayyorlangan termoparalarda esa 0-1600°C (qisqa muddatga 1800) gacha xaroratni oʻlchash mumkin. Undan yuqori xaroratlar esa optik usulda masofadan oʻlchanadi. Termorezistorlar yordamida xarorat oʻlchash issiqlik taʼsirida zanjirdagi qarshilikning ortishi yoki kamayishi prinsipiga asoslanadi.
|
| |
