Чем измерить температуру в печи 350 градусов
Температура в муфельной печи: способы измерения
Муфельные печи — нагревательное оборудование, с помощью которого можно плавить металлы, обжигать керамику, проводить лабораторные исследования и мн. др. Муфельные установки считаются одними из самых надежных и доступных печей. Применяют их не только в большой промышленности, но и на небольших частных предприятиях. Сегодня муфельные печи пользуются высоким спросом и у людей, которые занимаются обработкой керамики в качестве хобби.
Рано или поздно перед керамистом, будь он с большим стажем или новичок, стает вопрос об измерении температуры внутри муфельной печи. Задача непростая ведь, несмотря на большое количество существующих вариантов применяемых множество лет выявленные показатели зачастую говорят не о температуре в самой установке, а о том какую термическую нагрузку может принять на себя тот или иной материал. Подробнее о методиках вычисления температурных значений внутри муфельной установки расскажем далее.
1. Определение температурного накала по цвету черепка
Хоть способ и является самым малозатратным, но это не говорит о его простоте. Температура в данном случае определяется по цвету раскаленной керамики находящейся в печной установке. Имея за плечами большой опыт, сделать это не так и сложно, но новичкам придется проявить большую внимательность. Примеры соответствия цвета керамики определенной температуре в печи представлены ниже.
2. Измерение за счет пирометрических конусов (пироскопов)
Под понятием пирометрический конус имеется в виду пирамидка из керамического сырья, которая при определенном температурном воздействии становится мягкой и утрачивает свою форму. Каждому конусу присвоен свой номер и каждый из них рассчитан на определенные значения температуры, после которых наступает процесс разрушения.
Пирамидки следует выложить на специальные подложки, материал которых более тугоплавкий, чем керамика. Обычно в качестве подложек используют шамот. Установка пирамид производится на глубину около 3-4 миллиметров.
Для точности данных в печь помещают три вида пирамидок — посредине ставят ту, температура в печи для которой является рабочей, с одной стороны размещают конус, рассчитанный на более низкие термические значения, а с другой на более высокие. Пироскоп, для которого подобранная температура считается рабочей, должен наклониться через некоторое время и достать основания. Пирамидка с характерными более низкими цифрами температурной обработки должна «лечь» на подложку полностью, а та, которая рассчитана на более высокие показатели — незначительно наклониться. Наблюдение за состоянием пирамидок проводят через смотровое окно, после того как рабочий конус коснулся поверхности подложки, процесс нагрева останавливают.
Измерение температуры внутри муфельной печи за счет пирометрических конусов самый распространенный метод. Но, по сути, таким образом измерить точные значения накала печи невозможно. Этот метод больше рассчитан на то, сколько тепла способен принять конкретный пироскоп.
В качестве примера приведем ситуацию, когда в печи разогретой до 1050 °С конус №105 не падает, а если повысить температуру до 1030 °С и выдержать определенный отрезок времени конус начнет плавится и естественно «ложиться» на подложку. Термические свойства пироскопов близки к температурным характеристикам керамики. Именно поэтому указанный метод имеет большое распространение среди керамистов.
3. Температурные кольца
Применение температурных колец PTCR относится к усовершенствованной методике использования пироскопов. Как и в ситуации с конусами температурные кольца позволяют определить количество тепла, которое способно поглотиться, но показатели в данном случае характеризуются боле высокой точностью. В процессе нагрева кольца уменьшают свой размер, и измерение их диаметра микрометром после проведенного обжига дает возможность полученные величины перевести в температуру. В зависимости от диапазона температур используют температурные кольца с маркировкой:
Точные значения соответствия диаметра колец и температуры для колец PTCR STH и LTH можно просмотреть в таблице ниже.
Но, стоит учесть, что такой способ не целесообразен в случае, когда необходимо получить значения температуры непосредственно в процессе работы печи. Сокращение колец происходит медленно, и определить невооруженным взглядом их практически невозможно.
4. Пирометр
С помощью пирометра температуру в печи можно измерять дистанционно. Если направить пирометр на объект измерения за несколько секунд на его циферблате высветится необходимая информация.
Пирометры, разработанные для определения сверхвысоких температур удовольствие недешёвое, поэтому зачастую их можно встретить только на крупных предприятиях занимающихся обжигом.
5. Термопара
Применение термопары для определения температур в муфельных печах достаточно старый и надежный метод. По сути, термопара представляет собой два провода состоящих из специальных сплавов, которые между собой сварены.
В процессе непосредственной эксплуатации при температурных замерах на конце термопары вырабатывается электрический ток, и чем выше термическая составляющая в печи, тем больше милливольт на выходе. С помощью специального устройства милливольты можно измерить и перевести их в температурный эквивалент.
Термопар существует немалое количество, и разделяют их по содержащимся сплавам. Для использования конкретно в муфельных печах зачастую используют термопару типа К в составе которой находятся сплав хромель-алюмель. С помощью такого приспособления можно проводить замер температур вплоть до значений в 1300 °С. Интересно, что чем толще проволока, тем дольше прослужит термопара в условиях высокотемпературной работы.
Для измерения термических значений внутри муфельной печи за счет термопары можно использовать массу специально разработанных приспособлений.
Мультиметры, например, являются еще одним доступным вариантом — в них сразу заложена функция определения температуры с помощью термопары типа К, и зачастую преобразователь идет в комплекте с мультиметром. Правда ТХА предлагаемая вместе с мультиметром очень тонкая и при высокотемпературной нагрузке быстрой выходит из строя.
Ко второму одному из самых распространенных типу термопар относят устройства S-типа состоящие из платинородия-платины. Этот тип преобразователя значительно дороже сплава с хромель-алюмели, но зато значительно дольше прослужит при высокотемпературной нагрузке вплоть до 1600 °С. Обычно такую термопару выпускают в защитном кожухе.
Термический преобразователь ТПП также как и термопару из сплавов хромель-алюмель можно подсоединять к электронному измерительному регулятору температуры. С помощью такого устройства можно определять текущие значения температуры и управлять муфельной печью с помощью программы, которую задал пользователь.
Преобразователь ТХА также можно подсоединить к контроллеру, но при условии достаточной длины проводков. Если проводки коротковаты, то можно прибегнуть к использованию термокомпенсационных проводов. По правилам удлиняющие провода должны состоять из того же материала, что и термопара, но меньшего диаметра. Чтобы подключить платиновую термопару можно взять обычный медный провод.
При подключении термопары к контроллеру и последующей подаче питания на него можно определять текущие значения температуры в муфельной печи. А если одновременно с этой системой использовать какой-либо элемент управления, то вполне возможно управлять обжигом с помощью автоматической программы и выделить дополнительное время для творческих работ.
Компания «ТЭН24» предлагает изготовление муфельных печей по индивидуальному чертежу. Ваша печь, заказанная у нас, будет обладать всеми параметрами, о которых вы и не могли мечтать при просмотре стандартных печных установок. Мы проведем полный расчет всех критериев и быстро выполним заказ на высшем уровне. Продукция предоставляемая «ТЭН24» имеет гарантийные сроки эксплуатации. Все заявленные характеристики оборудования будут соответствовать действительным параметрам. У нас также можно заказывать термопары для определения температур внутри муфельных печей во время их работы. Доставка осуществляется по всей территории Украины. Закажите звонок и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
Как измерить температуру в муфельной печи?
Муфельные печи — нагревательные установки, предназначаемые для плавки металлов, обжигов керамики и проведения лабораторных исследований. Это самые надежные и доступные по цене печные установки. Их можно использовать не только для обработки изделий в больших объемах, но и в мелких частных компаниях для обработки изделий в небольшом количестве. Также муфельные печи пользуются спросом у тех, для кого работа с керамикой это любимое дело приносящее только удовольствие.
Температура является основным фактором, определяющим, какая печь вам подходит. В первую очередь следует определиться, с какими материалами вы будете работать, требуют он высоких, средних или низких температурных обработок.
К материалам требующих невысоких температур обжига относятся глиняная посуда и стекло, керамогранит может быть предназначен как для печей среднего, так и для высокотемпературного обжига, а фарфор требует самых высоких температурных уровней. Кроме того, важно купить печь, которая превышает максимальную температуру, необходимую для вашей работы. Со временем мощность печи уменьшается, а это означает, что ее способность выдерживать высокую температуру также падает, что нужно учесть на будущее.
Кем бы ни был владелец муфельной печи: профессионал с огромным стажем или новичком в этом деле, у него рано или поздно возникнет проблема точного измерения температуры в муфельной печи. Несмотря на огромный ассортимент различных измерительных приборов, зачастую с его помощью можно определить только, какую максимальную температурную нагрузку способен выдержать тот или иной обрабатываемый материал, а не температуру самой печи. Вот сегодня мы и поговорим о приборах и способах измерения температуры в муфельной печи.
1. Определение накала температуры по цвету черепка
Это самый финансово не затратный способ, но не самый простой. Температуру при данной методике определяют по изменению цвета керамики в печи. Профессионалам сделать это не сложно. На основе богатого опыта керамист сразу определит, до какой степени накалилось изделие, увидев наличие определенного цвета и характерного оттенка. А вот новичкам придется проявить внимательность. Соответствие цвета керамики конкретному температурному диапазону печи вы можете увидеть на примере ниже.
2. Пирометрические конусы (пироскопы)
Пирометрический конус представляет собой керамическую пирамиду небольшого размера. Под воздействием высоких температур пирамидка меняет свои физические характеристики: становится мягкой и бесформенной. Использовать придется несколько конусов, которые рассчитаны на разную температурную нагрузку. Каждый из конусов имеет свой номерок и разрушается при разных термических воздействиях.
Пирамиды выкладывают на специальные подложки, которые не так податливы к плавлению, как керамика. В основном подложки изготавливаются из шамота. Пирамидки устанавливают на глубину не более 4 мм.
Для получения максимально точных данных в печь одновременно выкладывают три разные виды пирамид. Порядок расположения конусов такой: с одной стороны выставляется конус, рассчитанный на воздействие максимально высоких температур, посредине — рассчитанный на рабочую температуру муфельной печи, и третья пирамида, рассчитанная на низкий температурный показатель. Верхушка пирамидки, для которой установленная температура печи оказалась рабочей, в процессе деформации будет наклоняться и достигнет поверхности подложки. Пирамида, для которой температура окажется критической (это та, которая рассчитана на низкий порог термического воздействия) расплавится и полностью «ляжет» на подложку. Третий конус, который способен выдерживать сверхнагрузки может слегка наклониться. Наблюдать за пирамидами можно через специальное смотровое окошко. Когда рабочий конус коснулся подложки, разогрев печи прекращают.
Пирометрические конусы самые применяемые элементы в определение температуры муфельной печи. Но отнести их к высокоточным методам вычисления температуры нельзя. Такой способ более подходит для вычисления, сколько тепла способен поглотить конкретный тип пироскопа.
Печь разогрета до 1010 °С. Пирамидка №105 не меняет своего положения совсем, но при повышении температуры до 1060°С и, выдержав пирамидку под таким воздействием, короткий промежуток времени ее верхушка начинает расплавляться и «ложиться» на подложку. Температурные характеристики пироскопов близки к термическим свойствам керамики. Из-за этого многие керамисты используют именно этот способ.
3. Температурные кольца
Температурные кольца PTCR являются относительно новым методом применения пироскопов. С их помощью также можно определять количество поглощаемого керамикой тепла. Данный вариант является более точным, чем предыдущий. При повышении температуры кольца уменьшаются в размере, и использование микрометра для определения размеров кольца после обжига даст возможность перевести полученную величину в температурный эквивалент. Точное соответствие диаметров колец и температур PTCR STH и LTH представлены в таблице ниже.
К сожалению, данный метод нецелесообразен, если нужно вычислить температуры непосредственно в процессе работы муфельной печи. Кольца сокращаются в диаметре медленно и что-то понять невооруженным взглядом очень сложно.
4. Пирометр
Благодаря данному устройству замерить температуру в печной установке можно на расстоянии. Направив измерительный прибор на печь через несколько секунд на экране пирометра можно увидеть нужный показатель. Такие устройства довольно дорогие, поэтому используют их в основном на крупных предприятиях.
5. Термопара
Термопару для замера температуры в печи используют довольно давно. При этом и зарекомендовала она себя как надежное измерительное устройство. По сути это два проводка состоящих из разных сплавов, которые соединены между собой с помощью сварки.
Во время замера температуры на концах проводков вырабатывается ток, и чем большей будет температура печи, тем больше мы получим милливольт на выходе. Используя специальные приборы можно с легкостью переводить милливольты в температурный показатель.
Существует огромное количество типов термопар, которые состоят из различных сплавов. Для муфельной печи предназначается термопара типа К. Состоит она из сплава хромель-алюмель и рассчитана на температуру вплоть до 1300 °С. Для работы в высокотемпературной среде рекомендовано использовать термопару с толстой проволокой.
Измерять температуру внутри печи термопарой можно при помощи различных приспособлений. Некоторые из них мы опишем далее.
Мультиметр — доступное устройство измерения в его конструкции сразу продумана функция определения температуры термопарой типа К. В основном этот тип преобразователя сразу продается в наборе с мультиметром. Недостатком является только то, что предложенная в данном варианте ТХА тоненькая и при высоких температурах быстро выходит из строя.
Еще можно использовать термопары типа S в основе которых находятся сплавы платинородия-платины. Они дороже сплавов термопары типа К, но лучше выдерживают высокие температуры, т. к. рассчитаны на 1600 °С и прослужат дольше. По стандарту такая термопара поставляется уже в защитном кожухе.
Термический преобразователь ТПП как и термопару К подсоединяют к электронному преобразовательному устройству. Таким образом, удается легко определить температуру в печи и регулировать ее с помощью пользовательской программы.
Преобразователь ТХА еще один тип измерителя соединяющегося с контролером. Здесь важно, чтобы длина проводков была достаточной. Если изначально проводки короткие, то можно использовать специальные термокомпенсационные провода. При этом важно понимать, что материал удлиняющего провода должен состоять из тех же сплавов, что и материал самого преобразователя. Но, диаметр его должен быть меньшим.
Подключив термопару к контроллеру и подключив их к питанию, вы сразу сможете узнать температуру в муфельной печи. Чтобы еще облегчить работу по обжигу используйте элементы управления и в автоматическом режиме управляйте этим процессом.
На сайте «Технонагрев» вы сможете подобрать самый подходящий вариант термопары и удлиняющие провода. При необходимости обратитесь за консультацией к нашим менеджерам.
Работая с муфельной печью, не забывайте о средствах защиты. Даже когда печь имеет более чем достаточную изоляцию, ее внешняя поверхность может стать достаточно горячей, чтобы серьезно обжечь кого-либо, если прикоснуться к ней незащищенной кожей. Поэтому используйте следующие средства индивидуальной защиты:
Рукавицы или перчатки для печи: их следует носить при работе с любой частью печи (кроме панели управления) во время ее обжига или охлаждения. Даже после отключения питания печь останется горячей в течение нескольких часов. Не открывайте и не трогайте ее до полного охлаждения.
Темные очки. Для наблюдения за отверстиями в печи рекомендуется использовать специальные защитные очки. Они защищают ваши глаза от лучистого тепла. Обычные солнцезащитные очки не подходят для этой цели и могут даже навредить, т.к. не рассчитаны на высокие температуры. Защитные очки могут также позволить вам видеть ваши конусы, если вы их используете, более четко.
Уроки гончарного дела
Добро пожаловать в мир керамики!
Как измерить температуру в муфельной печи
Очень часто керамисты, у которых есть самодельная муфельная печь задаются вопросом, как измерить температуру в этой самой печи. Для этого есть несколько проверенных способов.
1. Определение температуры по цвету черепка
Это самый малозатратный способ. Но вместе с тем и довольно сложный, т.к. температуру нужно определять по цвету раскаленной керамики в печи. При определенной сноровке это можно делать довольно точно. Примерное соответствие цвета и температуры в печи показано на рисунке ниже.
2. Пирометрические конусы (пироскопы)
Пирометрический конус — это керамическая пирамидка, которая под воздействием определенной температуры начинает размягчаться и падать. Каждый конус имеет свой номер, и рассчитан на свой температурный диапазон (см. картинку выше).
Пирамидки устанавливаются на подставки из материала более тугоплавкого, чем сами пирометры, например из шамота, на глубину 3-4 мм.
Обычно ставят несколько конусов разных номеров — один посередине на рабочую температуру, другие на более низкую и более высокую. Рабочий пироскоп должен при обжиге наклониться и достать основания. При этом конус номером ниже ложится практически полностью, а номером выше слегка наклоняется. За состоянием конусов обычно наблюдают во время обжига через смотровое окошко и, как только рабочий конус коснулся поверхности, печь выключают.
Это традиционный способ измерения температуры в печи. Правда, с его помощью измеряется не только и не столько температура в конкретной точке печи, а колличество тепла, которое пироскоп смог принять. Например, можно быстро нагреть печь до 1050°С, при этом конус №105 может не упасть, если же довести температуру до 1030°С и сделать длительную выдержку, то конус начнет плавиться и падать. Это свойство пирометрических конусов очень близко к свойствам обжигаемой керамики, поэтому «обжиг на конус» очень распространен в наше время, т.к. он позволяет добиваться схожих результатах в печах с разными характеристиками и разными программами для обжига.
3. Температурные кольца
Температурные кольца — это новое поколение пироскопов. Также, как и конусы кольца позволяют узнать количество поглощенного тепла, при этом полученные показатели будут более точными. При нагреве температурные кольца сокращаются в размере, и измерив их диаметр после обжига с помощью микрометра, получим определенную величину, которую можно затем перевести в температуру.
Правда, этот способ не подходит, если мы хотим наблюдать за температурой в печи непосредственно во время обжига, т.к. кольца сокращаются на очень малую величину, которую невозможно заметить невооруженным взглядом.
4. Пирометр
Пирометр — это прибор, который измеряет температуру в печи дистанционно. При направлении пирометра на объект на экране высвечивается его температура.
Высокотемпературный пирометр — вещь довольно дорогостоящая, поэтому используют его, как правило, на крупных производствах.
5. Термопара
Пожалуй, самый распространенный способ измерения температуры в муфельной печи — с помощью термопары. Термопара в основе своей — это два куска проволоки из специальных сплавов, сваренных между собой.
Каким-то непостижимым образом на кончике термопары вырабатывается электричество, причем, чем температура выше, тем больше милливольт мы получим на выходе. Эти милливольты можно замерить соответствующим прибором и перевести их в температуру.
Наибольшее распространение получила термопара ТХА — хромель-алюмель, или К-типа по международной классификации. Эта термопара позволяет измерять температуру вплоть до 1300°С. Причем, чем проволока толще, тем дольше будет служить термопара на высоких температурах.
В настоящее время существуют различные приборы, которые могут измерять температуру с помощью термопары ТХА. Вот, один из самых простых.
Еще один доступный вариант — Мультиметр М838 (DT-838) — в него заложена функция измерения температуры с помощью ТХА, и часто термопара идет в комплекте. Правда, она очень тонкая и на высоких температурах прослужит недолго.
Второй распространенный тип термопар, который устанавливается в современных муфельных печах, — это термопара ТПП — платинародий-платина или S-типа. Эта термопара намного дороже хромель-алюмели, но зато она может долго служить на высоких температурах вплоть до 1600°С. Как правило она идет в защищенном кожухе.
Термопару ТПП, также как и ТХА, можно подключить к электронному измерителю-регулятору температуры, например, к терморегулятору Байт ТРП-09 ТП.
Этот прибор позволяет измерять текущую температуру, а также может управлять печью по программе, заданной пользователем.
Термопару ТХА можно подключать непосредственно к контроллеру, если хватает длины проводов. Если же нет, то необходимо использовать термокомпенсационный провод. Как правило, этот провод состоит из той же пары металлов — хромель-алюмели, только меньшего диаметра. Для подключения платиновой термопары используется свой компенсационный провод, но можно взять и простой медный.
Если просто подключить термопару к контроллеру и подать на него питание, то он будет показывать текущую температуру в печи. Если же добавить к этой системе какой-нибудь управляющий элемент — симистор или твердотельное реле, то мы сможем проводить обжиг по программе и высвободить немного времени для более творческих задач. О том, как это все подключить и получить при этом блок управления муфельной печью, мы поговорим как-нибудь в следующий раз.
А пока я прощаюсь с вами. До новых встреч и успехов вам в гончарном деле!