Types de capteurs Thermostats mécaniques

Technologies précoces inclus des thermomètres de mercure avec des électrodes insérés directement dans le verre de sorte que lorsqu'une certaine température (fixe) a été atteinte, les contacts ont été fermés par le mercure. Ceux-ci sont précis sur une gamme de températures.

Les technologies de capteur courantes utilisées aujourd'hui comprennent:

• Capteurs mécaniques ou électriques bimétaux.

• Perles de cire gonflées

• Thermistances électroniques et appareils semi-conducteurs

• Thermocouples

Ceux-ci peuvent ensuite contrôler les dispositifs de chauffage ou de refroidissement en utilisant:

• Contrôle mécanique direct

• Signal électrique

• Psignal néumatique

Thermostats mécaniques

Cela ne couvre que les appareils qui sentent et contrôlent à l'aide de moyens purement mécaniques.

Bimétal

Les systèmes de chauffage central à base d'eau domestique et à la vapeur sont traditionnellement contrôlés par des thermostats bimétaux, qui sont traités plus tard dans cet article. Les commandes mécaniques sont des thermostats bimétalliques à vapeur ou à eau chaude localisés qui régulent les débits individuels. Cependant, la soupape de radiateur thermostatique (TRV) est désormais largement utilisée.Les thermostats purement mécaniques sont utilisés pour régler les amortisseurs de certains évents de turbine sur le toit, réduisant la perte de chaleur des bâtiments pendant les périodes fraîches ou froides.Certains systèmes de chauffage des passagers automobiles ont une valve à commande thermostatique qui régule le débit et la température à des niveaux réglables. Dans les véhicules plus anciens, un thermostat contrôle l'application de l'aspirateur du moteur aux actionneurs qui contrôlent les vannes et les amortisseurs pour diriger le débit d'air. Dans les véhicules modernes, les actionneurs sous vide peuvent être exploités par de petits solénoïdes sous le contrôle d'un ordinateur central.

Granulé de cire

Automobile

Peut-être l'exemple le plus courant de la technologie du thermostat purement mécanique utilisé aujourd'hui est le thermostat de système de refroidissement du moteur de combustion interne, utilisé pour garder le moteur près de sa température de fonctionnement optimale en régulant le flux de liquide de refroidissement vers le radiateur refroidi par l'air. Ce type de thermostat fonctionne À l'aide d'une chambre scellée qui contient un culot de cire qui fond et se dilate à la température définie. L'expansion de la chambre fonctionne une tige qui ouvre une valve lorsque la température de fonctionnement est dépassée. La température de fonctionnement est déterminée par la composition de la cire. Une fois la température de fonctionnement atteinte, le thermostat augmente ou diminue progressivement son ouverture en réponse aux changements de température, équilibrant dynamiquement le débit de recirculation des liquides de liquide de refroidissement et le flux de liquide de refroidissement vers le radiateur pour maintenir les températures du moteur dans la plage optimale.Sur de nombreux moteurs automobiles, y compris tous les produits Chrysler Group et General Motors, le thermostat ne limite pas le flux au noyau du radiateur. Avant que le thermostat ne s'ouvre et ne permet au radiateur de fonctionner avant l'ouverture du thermostat. Un autre avantage est que si le thermostat échoue, il y a encore un certain débit à travers le radiateur.

Douche et autres commandes d'eau chaude

Une vanne de mélange thermostatique utilise un pastille de cire pour contrôler le mélange de l'eau chaude et froide. Une application commune consiste à permettre aux chauffe-eau électriques de fonctionner à des températures suffisamment élevées pour tuer Legionella (au-dessus de 60 ° C, 140 ° F), tandis que la sortie de la soupape produit suffisamment d'eau pour ne pas brûler immédiatement (49 ° C, 120f dépenses ).

Analyse

Les vannes actionnées par des billes de cire peuvent être analysées en traçant une courbe d'hystérésis de billes constituée de deux courbes d'expansion thermique; Extension (mouvement) par rapport à l'augmentation de la température et contraction (mouvement) par rapport à la température diminue. La distribution entre les courbes supérieure et inférieure illustre visuellement l'hystérésis de la valve; Il y a toujours une hystérésis dans les soupapes à cire due aux transitions de phase ou aux transitions de phase entre le solide et le liquide. La hystérésis peut être contrôlée en mélangeant spécifiquement les hydrocarbures; Une hystérésis serrée est la plus souhaitée, mais certaines applications nécessitent une plage plus large. Vannes actionnées de culot de cire pour la protection des échaudé, la protection des gels, la purge de température, les applications solaires thermiques ou solaires thermiques, automobiles et aérospatiales, etc.

Expansion du gaz

Les thermostats sont parfois utilisés pour réguler les fours à gaz. . Au fur et à mesure que le thermostat se réchauffe, le gaz se dilate en appliquant la pression sur le diaphragme, ce qui réduit le débit de gaz vers le brûleur.

Thermostats pneumatiques

Un thermostat pneumatique est un thermostat qui contrôle un système de chauffage ou de refroidissement à travers une série de tubes de commande remplis d'air.Ce "Le système Air " de commande répond aux changements de pression (due à la température) dans les tubes de commande pour initier le chauffage ou le refroidissement lorsque nécessaire. L'air de contrôle est généralement maintenu à 15-18 psi sur la "ligne principale " "(bien qu'il puisse souvent atteindre 20 psi). Les thermostats pneumatiques fournissent généralement 3 à 15 psi de sortie / branche / post-restrictrice (pour unique -Pipe de tuyau) pressions qui sont tuées sur l'équipement de fin (actionneur de soupape / amortisseur / commutateur électrique pneumatique, etc.).Le thermostat pneumatique a été inventé par Warren Johnson en 1895, suivi du thermostat électrique. En 2009, Harry Sim a obtenu un brevet pour une interface numérique pneumatique qui permet une intégration de bâtiment à commande pneumatique avec des systèmes d'automatisation de construction pour offrir des avantages similaires au contrôle numérique direct (DDC).