温度开关工作原理、类型及应用特点
在每个电气和电子应用中,至少有一个开关用于控制设备。因此,开关是控制系统中实现控制操作的最重要的元素。
在工业领域,有用于不同目的的不同类型的开关,例如拨动开关、按钮开关、旋转开关、温度开关、压力开关等等。其中,温度开关最常用于工业中用于监测和控制不同机械的温度。在本文中,小编简单介绍下温度开关工作原理、类型及应用特点。
温度开关的概念
一旦达到固定温度范围,通过打开和关闭开关触点来监视和控制制造和工业过程中的温度的机械设备称为温度开关(或热敏开关),温度开关是一种小型且经济高效的解决方案,用于在可移动和空间受限的应用中。温度开关符号如下所示。
温度开关的开关条件主要根据输入温度而变化,此功能用作过热保护。因此,这些开关主要负责监控设备和机械的温度。
温度开关结构
温度开关使用的不同部件主要包括开关盒、量程螺母、量程弹簧、主轴、螺栓、毛细管和感温灯泡。温度开关的结构图如下所示:
如上图所示,感温灯泡内的流体会响应温度的变化。一旦温度升高,波纹管内的压力就会增加。因此,温度传感球的增加将压缩波纹管并使主轴向上移动,直到弹簧力和波纹管压力达到平衡。主轴运动向开关移动,并根据开关的设定点引起ON和OFF动作。
温度开关工作原理
温度开关的工作原理主要取决于封闭空间内发生的温度变化,温度开关的作用是在温度发生变化时触发。
一旦此开关中的传感探头检测到温度升高,它就会打开电触点。同样,如果开关检测到温度下降,则电触点将关闭。因此,这些温度变化可用于激活开关机制。
其主要规格参数包括以下几点内容:
- 供电电压范围为12至30VDC。
- 其精度为±0.1%FS±0.3%FS±0.5%FS。
- 耐压性通常最小40bar至最大300bar。
- 长期稳定性(1年):±0.1%FS
- 响应时间T=90°C,5.4 秒,T=50°C,2.3 秒。
温度开关的类型
一般情况下,温度开关分为机械温度开关和电子温度开关两类。
机械温度开关
机械温度开关有双金属和液体膨胀式两种类型温度开关,用于测量或检测温度的变化。
1、双金属温度开关
双金属温度开关或双金属温度计采用双金属片,用于将温度变为机械位移,其中双金属片主要是利用金属在加热时膨胀的原理。因此当温度发生变化时,金属的体积也会发生变化。
每种金属的温度系数都不同,因此它显示了金属物理尺寸内的变化与导致它的温度之间的主要关系。在这里,金属的膨胀或收缩主要取决于温度系数,这意味着在相似温度下的金属在物理尺寸内具有不同的变化。
双金属温度开关的优点主要有:体积小、成本低;缺点主要有:精度较低,容易产生振动和冲击,不能承受高温,当环境温度变化时,其性能会受到影响。
2、液体膨胀式温度计
液体膨胀式温度开关或液体膨胀式温度计包括一个装有气体或化学流体的黄铜灯泡,它包括一个充满液体的灯泡系统。因此,在温度计灯泡处,保留了大量具有最大灵敏度的流体。一旦灯泡被加热,这种封闭的流体就会膨胀。所以这种液体膨胀会增加灯泡内的流体压力,流体压力的增加将导致连接到灯泡的压力开关激活。
液体膨胀式温度计的优点:包括成本更低、体积更小、更准确;而缺点是:响应时间长、发生泄漏、耐温、耐冲击等。
电子温度开关
电子温度开关主要包括电源、测量元件和电子电路,该开关用于通过测量元件的温度变化将其变为开关信号来测量温度。电子温度开关信号与温度成比例变化,可以相应地计算出来。电子温度开关适用于需要高精度的场合。
温度开关电路图
温度开关电路图如下所示,该电路的主要功能是控制冷却风扇。通常情况下,这些开关主要是为自动为温度调节设备提供自动控制而设计的。
如上图电路图所示,此图说明了用于控制冷却风扇电机的2线温度开关。该电路的工作原理是,当高温关闭开关时,它立即激活'F',该线圈闭合两个“F”触点以激活电机。
温度开关与恒温器的区别
温度开关和恒温器的区别包括以下几点方面:
温度开关 | 恒温器 |
温度开关也称为热敏开关 | 恒温器也称为指示器或温度计 |
温度开关的主要功能是测量温度 | 恒温器的功能是调节温度 |
温度开关是一种双稳态机电设备 | 恒温器也是一个闭环控制装置。 |
一般来说,这些开关分为电子式和机械式两种 | 温控器分为可编程、非可编程和智能三种类型 |
温度开关包括感应部分和速动触点两个主要部分 | 恒温器包括不同的部件,如法兰、框架、外壳和蜡元件 |
温度开关Hs编码
HS编码是一种统一的商品描述和编码系统,此代码包括海关用来对运输产品进行分类的数字列表(至少6位数字),这样它就可以精确计算税款和关税并应用任何所需的限制。如果商业发票上未包含HS编码,则发货将被延迟。这是世界范围内描述商品种类的标准代码,每一件跨越国际边界的商品都必须通过HS编码得到海关的认可。
温度开关的应用
温度开关的应用包括以下几个方面内容:
- 温度开关主要设计用于供暖系统、锅炉、循环泵、空气加热器、燃烧器等。
- 特别用于不同的行业,如制药、汽车工程、食品等。
- 可用于泵、锅炉和供暖系统。
- 主要用于厨房和餐厅,以检查正在烹饪的食物温度。
- 在处理信息和保护设备方面发挥着关键作用。
- 用于广泛的应用,如射频功率放大器、电机驱动器、电源等。
总结
温度开关是一种双稳态机电设备,用于在温度升高或降低时在设定点激活或停用至少一个或多个电气开关元件,其主要用途是监测机械设备的温度,用于限制工业温度并保护机器免受过热。
需要注意的是,当温度开关为常开 (NO) 时,开关触点在最低温度时为常开常开。同样,常闭 (NC) 意味着开关触点在最低温度下为常关。温度开关由温度变化激活并将其状态从NO更改为关闭或从 NC更改为打开。NO热敏开关触点通常保持打开状态,随着温度的升高将关闭。