Complexe automatiseringssystemen die de rol spelen van het omschakelen van de bedrijfsmodi van bepaalde apparaten, zijn gebouwd op de eenvoudigste elementen. Ze hebben de neiging om hun parameters (vorm, volume, elektrische geleidbaarheid, enz.) te veranderen onder invloed van een of meer factoren.
Dus alle moderne verwarmingselementen zijn uitgerust met thermostaten die de mate van oppervlakteverwarming regelen. De basis van elke thermostaat is een bimetalen plaat.
Wat is een bimetaalplaat
Een element dat de eigenschap heeft om in één richting te vervormen (buigen) onder invloed van verhoogde temperatuur, wordt een bimetaalplaat genoemd. Aan de naam kun je raden dat de plaat twee metalen bevat. Elk van hen heeft zijn eigen waarde van de thermische uitzettingscoëfficiënt. Als gevolg hiervan zet, wanneer zo'n plaat wordt verwarmd, een component ervan met een bepaalde hoeveelheid uit en de tweede met een andere.
Dit resulteert in een bocht waarvan de vorm afhangtvan het verschil in temperatuurcoëfficiënten. De vervormingssnelheid is recht evenredig met de verandering in temperatuur. Wanneer de plaat wordt afgekoeld, krijgt deze zijn oorspronkelijke positie. De plaat is een monolithische verbinding en kan onbeperkt werken.
Welke componenten worden gebruikt in bimetalen
Om metalen tot een enkel bimetaal te verbinden, worden solderen, lassen en klinken gebruikt.
Een voorbeeld van een veelvoorkomende bimetaalplaat is een combinatie van messing en staal. Deze composiet heeft een hoge thermische gevoeligheid.
Er zijn analogen van bimetaal van niet-metalen materialen (glas, keramiek). Ze zijn ontworpen om te werken in agressieve chemische omgevingen waar metaal niet kan worden gebruikt.
Hoe een bimetaalstrip werkt
Een bimetaalplaat werkt als onderdeel van verschillende thermische controle- en thermische controlesystemen, en meer bepaald in een thermisch relais met vele modificaties. De eenvoudigste thermostaat omvat:
- Hittebestendige behuizing. Het bevat alle elementen van het relais.
- Terminals - gebruikt om het elektrische circuit aan te sluiten.
- Mechanische schakelaars van contacten of contactgroepen. Maak en verbreek elektrische contacten, zet het circuit aan of uit.
- Diëlektrische staaf of pakking. Brengt mechanische actie over van plaat naar schakelaar.
- Bimetalen plaat. Het is een reactie-element op temperatuurveranderingen en zorgt voor druk op de stengel.
- Temperatuursensor. Gewoon metaalplaat direct aangesloten op het bedieningselement. Het heeft een goede thermische geleidbaarheid en geeft warmte af aan het bimetaal.
Wanneer het oppervlak van de verwarmer een acceptabele temperatuur heeft, bevindt de bimetalen plaat zich in een bepaalde gebogen (gelijkmatige) toestand, zijn de elektrische contacten gesloten en vloeit er stroom in het verwarmingscircuit.
Wanneer de oppervlaktetemperatuur stijgt, begint het bimetaal op te warmen en vervormt het geleidelijk, waardoor er druk op de staaf komt. In dit geval komt er een moment waarop de staaf het contact van de mechanische schakelaar opent en de stroom in het verwarmingscircuit wordt onderbroken. Dan koelt het af, de plaat koelt af, het circuit sluit en alles herha alt zich weer.
Relais worden vaak geproduceerd met de mogelijkheid om de reactie op temperatuur te regelen.
Bimetalen ketelplaat
Aardgasverwarmingssystemen zijn apparaten met een hoog risico, dus ze bevatten verschillende sensoren voor conditiebewaking. Het belangrijkste veiligheidselement is dus een stuwkrachtsensor. Het bepa alt de juiste richting van de uitgang van verbrandingsproducten, dat wil zeggen van de verbrandingskamer naar de schoorsteen. Dit voorkomt dat koolmonoxide de kamer binnenkomt en mensen vergiftigt.
Het hoofdbestanddeel van de treksensor is een bimetalen plaat voor een gasboiler. Het werkingsprincipe is vergelijkbaar met dat van elk bimetaal en de afmetingen en parameters van het materiaal worden zo berekend dat het overschrijden van de temperatuur van 75 graden in het kanaal leidt tot vervorming van de plaat en bediening van de gasklep.
Welke apparaten gebruiken bimetaal
De reikwijdte van de bimetalen plaat is extreem breed. Vrijwel alle apparaten waar temperatuurregeling nodig is, zijn uitgerust met bimeta althermostaten. Dit komt door de constructieve eenvoud en betrouwbaarheid van dergelijke relaissystemen. In onze gebruikelijke techniek zijn thermostaten:
- In huishoudelijke verwarmingstoestellen: fornuizen, strijksystemen, boilers, waterkokers, enz.
- Verwarmingssystemen: elektrische convectoren, gas- en vastebrandstofketels met elektronica.
- In elektrische dozen met automatische uitschakeling.
- In elektronica in meetinstrumenten, maar ook in pulsgeneratoren en tijdrelais.
- In thermische motoren.
In de industriële technologie worden bimetaalplaten geïnstalleerd in thermische relais die zijn ontworpen om krachtige elektrische apparaten te beschermen tegen thermische overbelasting: transformatoren, elektromotoren, pompen, enz.
Bij het verwisselen van de plaat
Alle bimetaalstrips hebben een lange levensduur, maar soms is vervanging onvermijdelijk. De behoefte komt wanneer:
- Het bimetaal heeft zijn eigenschappen verloren of is veranderd, wat niet overeenkomt met de werking van het apparaat.
- De plaat is doorgebrand (geldt voor thermische relais).
- Als de bevestigingsbout kapot is of de ontstekingsbrander defect is (bij gasboilers).
- Bij vervanging van het inzetstukverwachte geplande onderhoudsactiviteiten.
In huishoudelijke apparaten wordt dit meestal niet veranderd. Als het thermoregulatiesysteem fa alt, vindt de vervanging van de bimetalen plaat plaats als een heel blok, dat als reserveonderdelen wordt geleverd voor een specifiek model van het apparaat. Maar vaak is de reden voor het falen van de thermostaat het doorbranden van de NC-contacten, en niet de bimetalen plaat.
