温度开关在各类热力、制冷设备运行过程中承担温度监测与通断控制的作用,丹佛斯温度开关依靠内部感温元件感知环境温度变化,实现电路的自动切换,保障设备在设定温度区间内稳定运行。感温元件作为温度开关的核心部件,其工作特性直接影响开关动作的准确性,而控温阈值校准工作,则能够修正元件使用过程中出现的偏差,保障开关可以按照预设条件完成启停动作。
丹佛斯温度开关内部的感温元件,多采用双金属片结构,该结构由两种热膨胀系数存在差异的金属材料压合而成。两种金属在温度发生改变时,受热产生的伸缩变形程度不一样。当周围介质温度上升,两种金属受热后会各自发生膨胀,因为膨胀幅度存在区别,压合在一起的双金属片就会产生弯曲形变。温度持续升高,形变程度随之加大,当形变达到一定程度,就会带动内部触点机构发生位移,实现电路断开。当环境温度回落,双金属片受热条件消失,金属材料逐步收缩,形变慢慢复原,带动触点重新闭合,完成电路接通。
在实际工况当中,双金属片会直接接触被测介质,感受设备内部或者环境的温度变化。温度变化的快慢,会对元件形变的响应过程产生影响。温度快速升降时,双金属片形变跟随温度变化;温度缓慢变化时,元件可以充分完成热交换,形变状态能够贴合实际温度。元件本身会受到自身材质、安装位置、周边散热条件的影响,温度传递存在一定的滞后现象。感温元件并非直接输出温度数值,而是依靠形变的物理变化,触发机械触点的动作,以此完成温度信号到电路通断的转换。
温度开关出厂时会设定对应的控温阈值,也就是开关触点发生通断动作对应的温度点。设备长期运行之后,受环境温度波动、机械反复形变、工况振动等因素影响,双金属片会出现形变疲劳,会造成实际动作温度和预设阈值出现偏离,此时就需要开展控温阈值校准作业。校准的目的,是调整开关内部机械结构,让开关的实际动作温度贴合设计的设定值,避免出现提前动作或者滞后动作的情况。
开展控温阈值校准,需要搭建稳定的温度测试环境,将温度开关的感温部位放置在可控温度的介质当中。介质可以选用导热性能良好的液体,保证感温元件能够均匀接收温度变化。缓慢调节环境温度,逐步提升或者降低介质温度,观察开关触点发生通断的时刻,记录下此时对应的实际温度。对比记录得到的实际动作温度与目标设定温度,判断二者之间存在的偏差。
校准过程中,依靠调节开关内部的调节机构,改变双金属片与触点之间的相对位置。调节机构可以改变双金属片发生形变后,接触触点所需要的形变幅度。当实际动作温度高于目标值,需要调整机构,减小触发触点动作所需的形变;如果实际动作温度低于目标值,则反向调整,增大触发动作需要的形变程度。调整完成之后,需要再次改变介质温度,重复测试开关通断的温度点,确认动作温度落在预期范围之内。
校准操作需要把控温度升降的速率,不能快速升温或者降温。温度变化速度过快,感温元件来不及完成热交换,测得的动作温度会出现误差。校准过程需要多次循环测试,经历升温、降温两个方向的动作检测,因为双金属片在升温形变和降温复原的过程中,会存在动作温度的差值,也就是回差。回差是温度开关本身固有的特性,校准工作只可以调整动作的温度基点,不能消除回差现象。
在现场使用场景中,校准工作需要注意感温元件的安装状态。感温部位需要和被测对象充分接触,避免出现悬空、隔层隔热的情况。如果安装位置存在隔热间隙,温度传递受阻,即便开关本身校准合格,也会出现控制偏差。同时要规避开关受到外力挤压、震动冲击,这类外力会改变内部机械部件的相对位置,造成已经校准完成的阈值发生偏移。
日常维护阶段,需要定期检查温度开关的工作状态,结合设备运行表现判断阈值是否出现偏移。如果设备频繁出现异常启停,或者温度到达设定数值后开关没有响应,就需要对开关开展校验。校准完成之后,需要做好记录,留存校准后的动作温度信息,便于后续维护参考。
丹佛斯温度开关依靠双金属片的热形变实现温度感知,机械触点完成电路控制。感温元件的物理形变特性决定开关的基础工作逻辑,控温阈值校准则通过调整内部机械结构,修正元件带来的动作偏差。做好原理理解与校准作业,可以让温度开关持续匹配设备的运行要求,维持整套设备温度控制系统的可靠运行。