Keerulised automatiseerimissüsteemid, mis mängivad teatud seadmete töörežiimide vahetamise rolli, on üles ehitatud kõige lihtsamatele elementidele. Nad kipuvad ühe või mitme teguri mõjul muutma mis tahes oma parameetreid (kuju, maht, elektrijuhtivus jne).
Seega on kõik kaasaegsed kütteelemendid varustatud termostaatidega, mis reguleerivad pinna kuumutamise astet. Iga termostaadi alus on bimetallplaat.
Mis on bimetallplaat
Elementi, millel on omadus kõrgendatud temperatuuri mõjul ühes suunas deformeeruda (painduda), nimetatakse bimetallplaadiks. Nime järgi võib arvata, et plaadil on kaks metalli. Igal neist on oma soojuspaisumisteguri väärtus. Selle tulemusena paisub sellise plaadi kuumutamisel selle üks komponent teatud ja teine teise osa võrra.
Selle tulemuseks on painutus, mille kuju sõltubtemperatuurikoefitsientide erinevusest. Deformatsiooni kiirus on otseselt võrdeline temperatuurimuutusega. Kui plaat on jahutatud, omandab see oma esialgse positsiooni. Plaat on monoliitne ühendus ja võib töötada lõputult.
Milliseid komponente bimetallides kasutatakse
Metallide ühendamiseks üheks bimetalliks kasutatakse jootmist, keevitamist ja neetimist.
Tavalise bimetallplaadi näide on messingi ja terase kombinatsioon. Sellel komposiidil on kõrge termiline tundlikkus.
Mittemetallilistest materjalidest (klaas, keraamika) on bimetalli analooge. Need on loodud töötama karmides keemilistes keskkondades, kus metalli ei saa kasutada.
Kuidas bimetallriba töötab
Bimetallplaat töötab osana erinevatest termo- ja termoreguleerimissüsteemidest ning täpsem alt paljude modifikatsioonidega termorelees. Lihtsaim termostaat sisaldab:
- Kuumakindel korpus. See sisaldab kõiki relee elemente.
- Klemmid – kasutatakse elektriahela ühendamiseks.
- Kontaktide või kontaktirühmade mehaanilised lülitid. Looge ja katkestage elektrikontaktid, lülitades vooluahela sisse või välja.
- Dielektriline varras või tihend. Edastab mehaanilise toime plaadilt lülitile.
- Bimetallplaat. See reageerib temperatuurimuutustele ja tekitab varrele survet.
- Temperatuuriandur. Tavaline metallplaat, mis on otse juhtelemendiga ühendatud. Sellel on hea soojusjuhtivus ja see kannab soojust bimetallile.
Kui küttekeha pinnal on vastuvõetav temperatuur, on bimetallplaat teatud kõveras (ühtlases) olekus, elektrikontaktid on suletud ja vool voolab küttekontuuris.
Pinnatemperatuuri tõustes hakkab bimetall soojenema ja järk-järgult deformeerub, avaldades vardale survet. Sel juhul saabub hetk, mil varras avab mehaanilise lüliti kontakti ja vool küttekontuuris katkeb. Siis see jahtub, plaat jahtub, vooluring sulgub ja kõik kordub uuesti.
Releed toodetakse sageli võimalusega juhtida reaktsiooni temperatuuri järgi.
Bimetallkatlaplaat
Maagaasiga küttesüsteemid on kõrge riskiga seadmed, seega sisaldavad need erinevaid seisukorra jälgimise andureid. Niisiis on ohutuse põhielement tõukeandur. See määrab põlemisproduktide väljumise õige suuna, see tähendab põlemiskambrist korstna suunas. See hoiab ära vingugaasi sisenemise tuppa ja inimeste mürgitamise.
Tuleveanduri põhikomponent on gaasikatla bimetallplaat. Selle tööpõhimõte on sarnane mistahes bimetalli omaga ning materjali mõõtmed ja parameetrid on arvutatud nii, et 75 kraadise temperatuuri ületamine kanalis toob kaasa plaadi deformatsiooni ja gaasiventiili käivitumise.
Millised seadmed kasutavad bimetalli
Bimetallplaadi ulatus on äärmiselt lai. Peaaegu kõik seadmed, kus on vaja temperatuuri reguleerida, on varustatud bimetallist termostaatidega. Selle põhjuseks on selliste releesüsteemide konstruktiivne lihtsus ja töökindlus. Meie tavapärases tehnikas on termostaadid:
- Kodumajapidamises kasutatavates kütteseadmetes: ahjud, triikimissüsteemid, boilerid, veekeetjad jne.
- Küttesüsteemid: elektrikonvektorid, gaasi- ja tahkeküttekatlad koos elektroonikaga.
- Automaatse väljalülitamise elektrikarpides.
- Mõõteriistade elektroonikas, samuti impulsigeneraatorites ja ajareleedes.
- Soojusmootorites.
Tööstustehnoloogias paigaldatakse bimetallplaadid termoreleedesse, mis on loodud kaitsma võimsaid elektriseadmeid termilise ülekoormuse eest: trafod, elektrimootorid, pumbad jne.
Plaadi vahetamisel
Kõigil bimetallribadel on pikk kasutusiga, kuid mõnikord on asendamine vältimatu. Vajadus tuleb siis, kui:
- Bimetall on kaotanud oma omadused või muutunud, mis ei vasta seadme töörežiimile.
- Plaat on läbi põlenud (kehtib termoreleede kohta).
- Kui kinnituspolt on katki või süütepõleti ei tööta (gaasikatel).
- Asenduse sisestamiseleeldatavad plaanilised hooldustööd.
Kodumasinates seda tavaliselt ei muudeta. Kui termoregulatsioonisüsteem ebaõnnestub, toimub bimetallplaadi vahetus terve plokina, mis tulevad varuosadeks seadme konkreetse mudeli jaoks. Kuid sageli on termostaadi rikke põhjuseks NC-kontaktide, mitte bimetallplaadi põlemine.
