[科普中國(guó)]-感溫溫包

感溫溫包又名恒溫控制器，是構(gòu)成恒溫控制閥的核心部件，它對(duì)于實(shí)現(xiàn)恒溫控制閥對(duì)室溫的控制起著重要作用。一個(gè)良好的傳感器應(yīng)能正確感應(yīng)房間的實(shí)際溫度變化，以控制調(diào)節(jié)閥做出正確的動(dòng)作。為了提高恒溫控制閥的控制精度，傳感器設(shè)計(jì)上不僅應(yīng)考慮準(zhǔn)確感應(yīng)空氣溫度和外界輻射，還應(yīng)考慮蓄存于結(jié)構(gòu)中的內(nèi)能。另外，傳感器的時(shí)間常數(shù)特性、反映時(shí)間、最小室溫變化感應(yīng)度對(duì)于恒溫控制器實(shí)現(xiàn)迅速、精確的控制也有著重要的影響。1

簡(jiǎn)介感溫溫包是構(gòu)成恒溫控制閥的核心部件，它對(duì)于實(shí)現(xiàn)恒溫控制閥對(duì)室溫的控制起著重要作用。一個(gè)良好的傳感器應(yīng)能正確感應(yīng)房間的實(shí)際溫度變化，以控制調(diào)節(jié)閥做出正確的動(dòng)作。為了提高恒溫控制閥的控制精度，傳感器設(shè)計(jì)上不僅應(yīng)考慮準(zhǔn)確感應(yīng)空氣溫度和外界輻射，還應(yīng)考慮蓄存于結(jié)構(gòu)中的內(nèi)能。另外，傳感器的時(shí)間常數(shù)特性、反映時(shí)間、最小室溫變化感應(yīng)度對(duì)于恒溫控制器實(shí)現(xiàn)迅速、精確的控制也有著重要的影響。1

感溫溫包分類(lèi)根據(jù)感溫溫包中所充灌的感溫介質(zhì)的不同，常用的溫包主要分以下三類(lèi)：

(1)蒸汽壓力式。溫包中有少量某種液體，當(dāng)室溫升高時(shí)，部分液體蒸發(fā)為蒸汽，推動(dòng)波紋管關(guān)小閥門(mén)，減少流入散熱器的水量；當(dāng)室溫降低時(shí)，其作用相反，部分蒸汽凝結(jié)為液體，波紋管被彈簧推回而使閥門(mén)開(kāi)度變大，增加流經(jīng)散熱器的水量，提升室溫。

這種溫包根據(jù)低沸點(diǎn)液體的飽和蒸汽壓力只和液面溫度有關(guān)的原理制成，金屬溫包的一部分容積內(nèi)盛放低沸點(diǎn)液體，其余空間包括毛細(xì)管內(nèi)是這種液體的飽和蒸汽，其壓力、溫度關(guān)系是非線(xiàn)性的。充填的低溫液體有氯甲烷、氯乙烷、丙酮、二乙醚及苯等。

蒸汽壓力式溫包價(jià)格便宜，不會(huì)因?yàn)槁懵对诳諝庵械拿?xì)管溫度變化而產(chǎn)生誤差，溫包尺寸和溫包充填液體數(shù)量多少對(duì)精度無(wú)影響，只需保證在測(cè)量溫度上限時(shí)，溫包內(nèi)仍有殘液，所以它的毛細(xì)管可以很長(zhǎng)。比較其他形式，蒸汽壓力式的時(shí)間常數(shù)最小。這種溫包對(duì)于密封、防止?jié)B漏有較嚴(yán)格的要求。

(2)液體膨脹式。溫包中充滿(mǎn)具有較高膨脹系數(shù)的液體，要求液體比熱小、導(dǎo)熱率高、黏性小。常采用甲醇和甲苯、甘油等作為介質(zhì)。依靠液體的熱脹冷縮來(lái)執(zhí)行溫控動(dòng)作。通常膨脹系數(shù)高的液體介質(zhì)其發(fā)揮性較高，因此對(duì)溫包密封有較嚴(yán)格的要求。

(3)固體膨脹式。溫包中充滿(mǎn)的某種膠狀固體，如石蠟等，依靠熱脹冷縮的原理來(lái)執(zhí)行溫控動(dòng)作，通常為了保證介質(zhì)內(nèi)部溫度均勻和感溫靈敏性，在石蠟中還混有銅末。1

感溫溫包工作原理

感溫溫包工作原理如圖1所示，RT在低溫下阻值很大，在高溫下阻值很小。當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，μA741通用運(yùn)放的2腳電壓高于其3腳電壓，6腳輸出低電平(要求低于3V)，于是555時(shí)基電路觸發(fā)端的2腳呈低電平，其輸出端3腳輸出高電平，使VL2發(fā)光指示，同時(shí)觸發(fā)雙向晶閘管VTH導(dǎo)通，使加熱器通電，加熱升溫。當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)定溫度值時(shí)，μA741通用運(yùn)放的2腳電壓低于3腳電壓，6腳輸出高電平(要求高于6V)，于是555時(shí)基電路輸出端3腳的輸出翻轉(zhuǎn)為低電平，VL2熄滅，雙向晶閘管VTH截止，加熱器斷電，停止加熱。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

鄭國(guó)忠 - 副教授 - 華北電力大學(xué)