Жылыту элементі - Heating element

Жылытқыш-орамның немесе қыздыру элементінің белгісі
Жылытқыш катушкалар немесе қыздыру элементтері үшін қолданылатын кейбір басқа белгілер

A қыздыру элементі процесі арқылы электр энергиясын жылуға айналдырады Джоульді жылыту. Электр тоғы элемент кездесулері арқылы қарсылық нәтижесінде элемент қызады. Айырмашылығы Пельтье әсері, бұл процесс ағым бағытына тәуелді емес.

Жылыту элементтерінің түрлері

Құбырлы электр жылытқышы
Ан-дан бүктелген құбырлы қыздыру элементі эспрессо машина
Электр тогынан ширатылған қыздыру элементі тостер

Металл

Қарсылық сымы: Металл кедергісі бар қыздыру элементтері сым немесе таспа болуы мүмкін, тікелей немесе ширатылған. Олар жалпы қыздыру құрылғыларында қолданылады тостер және шаш кептіргіштер, өндірістік жылыту пештері, еденді жылыту, шатырды жылыту, қарды ерітуге арналған жолды жылыту, кептіргіштер және т.с.с. Ең көп қолданылатын материалдар класына жатады:

  • Нихром: Қарсыласу сымдарының қыздыру элементтерінің көпшілігінде нихром 80/20 қолданылады (80%) Никель, 20% Хром ) сым, таспа немесе жолақ. Нихром 80/20 - бұл өте жақсы материал, өйткені ол салыстырмалы түрде жоғары қарсылыққа ие және оның адгезиялық қабатын құрайды хром оксиді ол бірінші рет қызған кезде. Бұл қабаттың астындағы материал тотықтырмайды, сымның үзілуіне немесе сөнуіне жол бермейді.
  • Канталь (FeCrAl) сымдар
  • Купроникель (CuNi) төмен температурада қыздыруға арналған қорытпалар
  • Этильденген фольга: фольгадан жасалған элементтер, әдетте, сым элементтерінің кедергісі сияқты қорытпалардан жасалады, бірақ субстрактивті әдіспен өндіріледі суретті ою үздіксіз металл фольга парағынан басталып, күрделі қарсылық үлгісімен аяқталатын процесс. Бұл элементтер көбінесе медициналық диагностика және аэроғарыш сияқты дәл жылыту қосымшаларында кездеседі.

Керамикалық және жартылай өткізгіш

Қалың пленкалы жылытқыштар

Слюда парағына басылған қалың пленка жылытқыш.

Қалың пленкалы жылытқыштар - бұл резистивті жылытқыштың бір түрі, оны жұқа субстратта басып шығаруға болады. Қалың пленкалы жылытқыштар әдеттегі металл қабықшалы элементтерге қарағанда әртүрлі артықшылықтар көрсетеді. Жалпы қалың пленка элементтері профиль формасының төмендігімен, температураның біртектілігінің жоғарылауымен, жылу массасының төмен болуына байланысты жылдам термиялық реакциямен, энергияны аз тұтынумен, ватт тығыздығымен және кернеудің кең ауқымымен сипатталады.[6] Әдетте, қалың пленкалы жылытқыштар тегіс негіздерде, сондай-ақ түтіктерде әр түрлі жылытқыш үлгілерінде басылады. Бұл жылытқыштар 100 Вт / см-ге дейін тығыздыққа жетеді2 жылу беру жағдайларына байланысты.[7] Қалың пленкалы жылытқыштың үлгілері жоғары деңгейге негізделген парақтың кедергісі резистордың басылған пастасы.

Бұл жылытқыштарды метал / легирленген қалың пленка пасталарын қолдана отырып, метал, керамика, шыны, полимер сияқты әр түрлі субстраттарда басып шығаруға болады.[7] Қалың пленкалы жылытқыштарды басып шығару үшін ең көп таралған субстраттар алюминий 6061-T6, тот баспайтын болат және мусковит немесе флогопит слюда парақтары. Осы жылытқыштардың қолданылуы мен пайдалану сипаттамалары таңдалған субстрат материалдары негізінде кеңінен өзгереді. Бұл, ең алдымен, жылытқыш субстраттың жылу сипаттамаларына жатады.

Қалың пленкалы жылытқыштардың бірнеше әдеттегі қосымшалары бар. Оларды торларда, вафельді үтіктерде, электр пештерінде, ылғалдандырғыштарда, шай шайнектерінде, жылуды герметикалайтын қондырғыларда, су жылытқыштарда, темір және мата бумен пісіргіштерде, шаш түзеткіштерде, қазандықтарда, 3D принтерде жылытылатын кереуеттерде, термопечаткаларда, желімдеуіштерде, зертханалық жылыту жабдықтары, киімдерді кептіргіштер, табаннан жасалған жылытқыштар, мұздан тазартатын құрылғылар, жылытқыш науалар, автокөліктің бүйірлік айналары, тоңазытқышты жібіту, жылу алмастырғыштар және т.б.

Көптеген қосымшалар үшін жылу өнімділігі мен температураның таралуы екі негізгі жобалау параметрлері болып табылады. Кез-келген ыстық нүктеден аулақ болу және температура бойынша субстрат бойынша біркелкі үлестіруді сақтау үшін тізбектің құрылымын резисторлық тізбектің локализацияланған қуат тығыздығын өзгерту арқылы оңтайландыруға болады. Оңтайландырылған жылытқыштың дизайны жылытқыштың шығуын басқаруға және жылытқыш субстрат бойынша жергілікті температураны модуляциялауға көмектеседі. Салыстырмалы түрде кішігірім аумақта әр түрлі шығыс қуаты бар 2 немесе одан да көп жылу аймағының қажеттілігі бар жағдайларда, қалың қабатты жылытқышты бір субстратта аймақтық жылыту үлгісіне жету үшін жобалауға болады.

Қалың пленкалы жылытқыштар көбінесе екі подкатегория бойынша сипатталуы мүмкін - температураның теріс жоғарылау коэффициенті (NTC) немесе температураның жоғарылауы элементтің кедергісіне негізделген оң температура коэффициенті (PTC). NTC типті жылытқыштар қарсылықтың төмендеуімен сипатталады, өйткені қыздырғыштың температурасы жоғарылайды және осылайша кіру кернеуі үшін жоғары температурада шығыс қуаты жоғары болады. PTC жылытқыштары қарсылықтың жоғарылауымен және жоғары температурада қыздырғыштың қуатының төмендеуімен керісінше әрекет етеді. PTC жылытқыштарының бұл сипаттамасы оларды өзін-өзі реттеуге мәжбүр етеді, өйткені олардың шығу қуаты белгіленген температурада қанықтырады. Екінші жағынан, NTC типті жылытқыштар үшін термостат немесе а қажет термопара жылытқыштың қашып кетуін бақылау үшін. Бұл жылытқыштар жылытқыштың температурасын алдын-ала белгіленген нүктеге дейін тез көтеруді қажет ететін қосымшаларда қолданылады, өйткені олар әдетте PTC типті қыздырғыштарға қарағанда тезірек жұмыс істейді.

Металл негізде басылған қалың пленка жылытқыш

Полимерлі PTC қыздыру элементтері

Өткізгіш резеңкеден жасалған икемді PTC жылытқышы

Резистивті жылытқыштар өткізгіштен жасалуы мүмкін PTC резеңке материалдар, онда қарсылық температураның жоғарылауымен экспоненциалды жоғарылайды.[8] Мұндай жылытқыш суық болған кезде жоғары қуат шығарады және өзін тұрақты температураға дейін тез қыздырады. Қарсылықтың экспоненциалды жоғарылауына байланысты жылытқыш ешқашан өзін осы температурадан жылыға дейін қыздыра алмайды. Осы температурадан жоғары резеңке электр оқшаулағышының рөлін атқарады. Резеңке өндірісінде температураны таңдауға болады. Әдеттегі температуралар 0-ден 80 ° C-ге дейін (32 мен 176 ° F).

Бұл өте маңызды өзін-өзі реттейтін жылытқыш және өзін-өзі шектейтін жылытқыш. Өзін-өзі реттейтін дегеніміз, жылытқыштың әр нүктесі электронды реттеуді қажет етпей-ақ тұрақты температураны ұстап тұрады. Өзін-өзі шектеу дегеніміз, жылытқыш ешқашан кез-келген нүктеде белгілі бір температурадан аспайды және қызып кетуден қорғауды қажет етпейді.

Сұйық

Электродты қазандық

Композиттік қыздыру элементтері

Құбырлы жылыту элементі
Пештің құбырлы жылыту элементі
  • Құбырлы (қабықты) элементтер әдетте металл түтікте орналасқан мыс (тот баспайтын болат қорытпаларынан) тұратын никромның (NiCr) төзімді қыздырғыш қорытпасы сымының жұқа орамынан тұрады. Инколой ) және оқшауланған магний оксиді ұнтақ. Ылғалдың түспеуі үшін гигроскопиялық оқшаулағыш, ұштары керамикалық немесе силиконды резеңке сияқты оқшаулағыш материалдан жасалған моншақтармен немесе екеуінің тіркесімімен жабдықталған. Түтік өлім арқылы сызылған ұнтақты қысу және жылу беруді максималды ету. Бұл тікелей таяқша болуы мүмкін (сияқты тостер пештері ) немесе қыздырылатын аймақты қамту үшін пішінге бүгілген (мысалы электр плиталары, пештер, және кофе қайнатқыштар ).
  • Экранмен басылған керамикалық оқшауланған металл (негізінен болат) плиталарға салынған металл-керамикалық жолдар 1990-жылдардың ортасынан бастап шайнектерде және басқа тұрмыстық техникада элементтер ретінде кеңінен қолданыла бастады.
  • Радиациялық қыздыру элементтері (жылу лампалары): жоғары қуатты қыздыру шамы көбінесе сәулелену үшін максималды қуаттан аз жұмыс істейді инфрақызыл көрінетін жарықтың орнына. Бұлар әдетте табылған сәулелі жылытқыштар ұзын, құбыр тәрізді немесе ан түріндегі тағам жылытқыштары R40 рефлектор-шам формасы. Шағылыстырғыш шамның стилі көбінесе қызыл түске боялып, көзге көрінетін жарықты азайтады; құбырлы форма әр түрлі форматта келеді:
    • Алтынмен қапталған - патенттелген Филлипс Хелен шамымен танымал. Алтын дихроикалық ішкі жағына пленка түседі, бұл көзге көрінетін жарықты азайтады және инфрақызыл және қысқа толқындардың көп бөлігін өткізеді. Негізінен адамдарды жылытуға арналған. Қазір бірқатар өндірушілер бұл шамдарды шығарады және олар үнемі жетілдіріліп отырады.
    • Рубинмен жабылған - Алтынмен қапталған шамдармен бірдей функция, бірақ өзіндік құнының шамалы бөлігінде. Көрінетін жарқыл алтын нұсқасынан әлдеқайда жоғары.
    • Мөлдір - жабынсыз және негізінен өндіріс процесінде қолданылады.
  • Алынбалы керамикалық керамикалық элементтер бір немесе бірнеше цилиндрлік керамикалық сегменттер арқылы бұрандалы кедергісі бар қыздырғыш қорытпасы бар сымды пайдаланады, олардың ұзындығын (шығысқа байланысты), ортаңғы штангамен немесе онсыз жасайды. Бір жағында мөрленген металл қабықшаға немесе түтікке енгізілген, бұл элемент түрі қысыммен сұйықтықты қыздырумен байланысты процесті бұзбай ауыстыруға немесе жөндеуге мүмкіндік береді.

Қыздыру элементтерінің аралас жүйелері

Сондай-ақ қараңыз

Пайдаланылған әдебиеттер

  1. ^ «SiN керамикалық тұтандырғыш - FKK корпорациясы». plug.fkk-corporation.com. Алынған 2020-11-30.
  2. ^ «Пеллет қосымшаларына арналған керамикалық тұтандырғыштар - FKK корпорациясы». plug.fkk-corporation.com. Алынған 2020-11-30.
  3. ^ «Кварц вольфрамы және кварц галогенді инфрақызыл түтік жылытқыштары».
  4. ^ «Галогенді жылытқыштар - артықшылықтары мен кемшіліктері | Тансун». www.tansun.com.
  5. ^ «Кварц вольфрамы және кварц галогенді қыздырғыштар».
  6. ^ «Біздің қалың фильмдер технологиясы | Datec». Datec Coating Corporation. Алынған 2019-08-11.
  7. ^ а б Баспа фильмдері: материалтану және датчиктердегі, электроника мен фотоникадағы қосымшалар. Прудензиати, М. (Мария) ,, Хормадали, Джейкоб. Кембридж, Ұлыбритания: Woodhead Publishing. 2012 жыл. ISBN  978-0857096210. OCLC  823040859.CS1 maint: басқалары (сілтеме)
  8. ^ АҚШ патенті 6 734 250 
  9. ^ Рашидиан Вазири, М R; т.б. «Импульсті лазерлік тұндыруға арналған жаңа растрлы-сканерленген CO2 лазерлік жылытқыш: біртекті субстратты қыздыру үшін жобалау және модельдеу». Оптикалық инженерия. 51 (4): 044301. дои:10.1117 / 1.OE.51.4.044301. Мұрағатталды түпнұсқадан 2016-10-10.