Биметална плоча: устройство, принцип на работа, практическо приложение

Комплексните системи за автоматизация, които изпълняват ролята на режимите за превключване на определени устройства, са изградени на най-елементарните елементи. Те имат свойството да променят един от параметрите си (форма, обем, електрическа проводимост и т.н.) под влияние на един или няколко фактора.

Така че всички съвременни нагревателни елементи са оборудвани с термостати, контролиращи степента на повърхностното отопление. Основата на всеки термостат е биметалната плоча.

Какво представлява биметалната плоча

Елемент, който има свойството да деформира (огъва) в една посока под влиянието на повишена температура, се нарича биметална плоча. По име, можете да предположите, че съставът на плочата има два метала. Всеки от тях има своя собствена стойност на коефициента на топлинно разширение. В резултат на това, при загряване на такава плоча, един компонент от нея се разширява с определено количество, а вторият с друг.

Това води до огъване, чиято форма зависи от разликата в температурните коефициенти. Скоростта на деформация е пряко пропорционална на промяната в температурата. Когато плочата се охлади, тя придобива първоначалното си положение. Плочата е монолитна става и може да работи колкото желаете.

Какви компоненти се използват в биметалите

За да се свържат металите заедно в един биметал, се използват методи за запояване, заваряване и занитване.

Пример за обща биметална плоча е свързването на месинг и стомана. Такава композиция има висока термична чувствителност.

Има аналози на биметала от неметални материали (стъкло, керамика). Те са предназначени да работят в агресивна химическа среда, където металът не може да се използва.

Как действа биметалната плоча

Пластината, изработена от биметал, работи в различни системи за термично управление и термоконтрол, или по-точно в термично реле от много модификации. Най-простият термостат включва:

• Топлоустойчиво тяло. Той съдържа всички релейни елементи.
• Клеми - се използват за свързване на електрическа верига.
• Механични превключватели за контакти или групи контакти. Затваряне и отваряне на електрически контакти, включващи или изключващи веригата.
• Диелектричен пръстен или уплътнение. Предава механичното действие от плочата към превключвателя.
• Биметална плоча. Той е елемент на реакция на температурната промяна и създава натиск върху пръта.
• Сензор за температура. Обикновена метална плоча, директно свързана с контролния елемент. Той има добра топлопроводимост и предава топлината на биметала.

Когато температурата на нагревател повърхност има марж, на биметални плоча е огъната в определена (фиксирана) състояние, при което електрическите контакти са затворени, настоящите потоци в нагревател верига.

Тъй като температурата на повърхността се повишава, биметалът започва да се подклажда и постепенно се деформира, упражнявайки натиск върху пръта. В този случай дойде време, когато пръчката отваря контакта на механичния прекъсвач и токът в нагревателната верига се прекъсва. След това се охлажда, чинията се охлажда, веригата се затваря и всичко се повтаря отново.

Често релето се освобождава с възможност за регулиране на реакцията на температурата.

Биметална котлова плоча

Системите за нагряване на природен газ са високорискови устройства и поради това включват различни сензори за мониторинг на състоянието. Така че основният елемент на безопасност е сензорът на тягата. То определя правилната посока на изхода на горивните продукти, т.е. от горивната камера към комина. Това предотвратява навлизането на въглероден окис в помещението и отравяне на хора.

Основният компонент на сензора за сцепление е биметална плоча за газовия котел. работа му принцип е подобен на всеки биметални и размерите и материала параметри са изчислени по такъв начин, че повишаването на температурата на 75 градуса в канал води до деформация на плочата и задействане на клапана газ.

Кои устройства използват биметал

Областта на приложение на биметалната плоча е необичайно широка. Почти всички устройства, при които е необходим контрол на температурата, са оборудвани с термостати на базата на биметала. Това се дължи на конструктивната простота и надеждност на такива релейни системи. В обичайната технология термостатите стоят:

• При битови отоплителни уреди: фурни, гладачни системи, котли, електрически чайници и др.
• Отоплителни системи: електрически конвектори, котли за газ и твърдо гориво с електроника.
• При електрическо автоматично изключване.
• В електрониката в измервателните уреди, както и в генераторите на импулси и времевите релета.
• При двигатели с термичен тип.

В индустриалното оборудване биметалните плочи се монтират в термични релета, предназначени да предпазват мощни електрически уреди от топлинно претоварване: трансформатори, електродвигатели, помпи и др.

Когато плочата се промени

Всички биметални плочи имат дълъг експлоатационен срок, но понякога замяната им е неизбежна. Необходимост възниква, когато:

• Биметалът е загубил свойствата си или е променен, което не съответства на режима на работа на устройството.
• Плаката се изгаря (отнася се за термични релета).
• Ако фиксиращият болт е повреден или горелката за запалване е неуспешна (в газовите котли).
• Когато подмяната на табелата се счита за планирана дейност по поддръжката.

В домакинските уреди обикновено не се променя. Ако системата за терморегулиране не успее, замяната на биметалната плоча се извършва като цялостен блок, който става като резервни части на конкретен модел на устройството. Често причината за неизправността на термостата е запалването на контактите за отваряне, а не на биметалната плоча.