Was ist ein Temperaturaktor?
Ein Temperaturaktuator ist ein Gerät, das Geräte in Reaktion auf Temperaturänderungen ein- und ausschaltet. Sie können eine Vielzahl von Methoden anwenden, um Temperaturänderungen zu messen, einschließlich Metallen, Chemikalien oder Gasen. Geräte zur Temperaturregelung können von einem einfachen Heimthermostat zur Steuerung von Heizungen oder Klimaanlagen bis zu komplexen Systemen zur Steuerung chemischer Reaktionen in Industrieanlagen variieren.
Die Heizungs- und Klimaanlagen sind mit einem Thermostat im Gebäude verbunden. Bis zum Ende des 20. Jahrhunderts verwendeten Thermostate einen Quecksilberschalter, um das System zu steuern. Dieser Temperaturaktuator verwendete einen Bimetallstreifen, der ein gewickelter Streifen aus zwei Metallen war, die entlang ihrer Länge verschmolzen waren. Wenn sich die Temperatur ändert, dehnen sich die beiden Metalle mit leicht unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus oder ziehen sich zusammen, und die Form der Spule ändert sich.
Quecksilber wurde in ein Glasrohr eingebaut, das an einem Ende der Bimetallspule angebracht war. Das flüssige Quecksilber bewegte sich im Inneren der Röhre vor und zurück, als sich die Temperatur änderte und elektrische Stromkreise zur Steuerung der Heizung oder Kühlung aktivierte. Nur der Bimetallstreifen wurde von der Temperatur beeinflusst; Das Quecksilber blieb unverändert. Die Verwendung von Quecksilber verschwand jedoch im späten 20. Jahrhundert aufgrund seiner Toxizität.
Chemikalien können verwendet werden, um einen Temperaturaktuator entweder durch Ändern der Größe, Phase oder des Dampfdrucks zu steuern, und einige Chemikalien dehnen sich aus und ziehen sich bei Temperaturänderungen zusammen. Wenn der Kolben in Röhrchen mit einem Kolben an einem Ende eingeschlossen ist, können Temperaturänderungen dazu führen, dass sich der Kolben bewegt und einen Schalter betätigt. Ein Phasenwechsel bezieht sich auf eine Chemikalie, die sich von fest zu flüssig oder von flüssig zu gasförmig ändert. Für die Motortemperaturregelung verwendete Fahrzeugthermostate verwenden ein Wachssiegel, das beim Erwärmen des Motors flüssig wird und ein Ventil öffnet, über das das Motorkühlmittel zirkulieren kann. Dies wird wieder zu einem Feststoff, wenn der Motor abkühlt.
Der Dampfdruck kann auf zwei Arten zur Temperaturregelung verwendet werden. Ein Typ eines Temperaturaktuators misst den Dampfdruck eines Lösungsmittels, das in einem Rohr eingeschlossen und mit einem chemischen Prozesstank oder einer chemischen Leitung verbunden ist. Mit steigender Temperatur steigt auch der Lösemitteldampfdruck und kann einen Schalter aktivieren.
Ein zweiter Typ eines Dampfaktuators ist ein Metallhydridregler. Metallhydride enthalten Wasserstoffmoleküle, die bei steigenden Temperaturen zu Wasserstoff werden. Der ansteigende Wasserstoffgasdruck kann gegen einen Kolben drücken und als Temperaturstellglied verwendet werden. Sprinkleranlagen können diese Geräte zum Öffnen und Schließen von Sprinklerköpfen zur Wasserregulierung verwenden. Sobald das Feuer gelöscht ist, kehrt das Wasserstoffgas zum Metall zurück, der Gasdruck fällt ab und der Sprinklerkopf schließt sich.
Elektronische Temperaturregler ersetzten seit Ende des 20. Jahrhunderts mechanische Geräte. Geräte, die als Thermistoren bezeichnet werden und temperaturempfindliche Steuerungen ohne bewegliche Teile sind, können hergestellt werden, um einen engen Temperaturbereich zu steuern. Thermistoren können an Steuerkreise angeschlossen werden, die Heiz- oder Kühlsysteme ein- und ausschalten. Sie werden in vielen digitalen Thermostaten verwendet.