Что такое температурный гистерезис. Температурный гистерезис: что это такое и как он используется в реле напряжения и температуры

Что такое температурный гистерезис. Как он работает в реле напряжения и температуры. Какие преимущества дает использование гистерезиса в системах контроля температуры. Где применяется температурный гистерезис на практике.

Что такое температурный гистерезис и как он работает

Температурный гистерезис — это явление, при котором реакция системы на изменение температуры зависит от направления этого изменения. Проще говоря, система по-разному реагирует на нагрев и охлаждение.

Как это работает на практике? Рассмотрим простой пример с термостатом:

• При нагреве термостат отключает нагреватель при достижении 22°C
• При охлаждении термостат включает нагреватель при падении температуры до 20°C

Разница между температурами включения и выключения (в данном случае 2°C) и называется гистерезисом. Он позволяет избежать частого переключения нагревателя при колебаниях температуры около заданного значения.

Использование гистерезиса в реле напряжения

В реле напряжения гистерезис работает по схожему принципу, но уже применительно к электрическому напряжению. Например:

• Реле отключает нагрузку при повышении напряжения до 250В
• Включает обратно при снижении до 240В

Гистерезис в 10В предотвращает дребезг контактов реле при незначительных колебаниях напряжения сети. Это продлевает срок службы реле и защищаемого оборудования.

Преимущества использования гистерезиса в системах контроля температуры

Применение температурного гистерезиса в системах климат-контроля дает ряд важных преимуществ:

1. Снижение частоты включений/выключений оборудования
2. Экономия энергии за счет уменьшения количества циклов работы
3. Увеличение срока службы нагревательных и охлаждающих элементов
4. Уменьшение колебаний температуры в помещении
5. Повышение комфорта для находящихся в помещении людей

Практическое применение температурного гистерезиса

Где на практике используется явление температурного гистерезиса? Основные области применения:

• Бытовые и промышленные системы отопления и кондиционирования
• Холодильное оборудование
• Инкубаторы
• Системы подогрева воды
• Промышленные печи и сушильные камеры
• Системы охлаждения электронного оборудования

В каждом из этих применений гистерезис позволяет оптимизировать работу оборудования и повысить энергоэффективность.

Настройка гистерезиса в терморегуляторах

В современных цифровых терморегуляторах пользователь часто может самостоятельно настроить величину гистерезиса. Как правильно это сделать?

1. Для систем с большой тепловой инерцией (например, теплый пол) используйте больший гистерезис — 1-2°C
2. Для быстро реагирующих систем (кондиционеры) оптимален меньший гистерезис — 0.5-1°C
3. Учитывайте мощность и скорость реакции управляемого оборудования
4. Не устанавливайте слишком маленький гистерезис во избежание частых переключений
5. При необходимости корректируйте настройку опытным путем

Гистерезис в промышленных системах контроля температуры

В промышленном оборудовании часто используются более сложные алгоритмы управления температурой, чем простой двухпозиционный гистерезис. Рассмотрим некоторые из них:

ПИД-регулирование

ПИД-регулятор (пропорционально-интегрально-дифференциальный) обеспечивает более точное поддержание температуры за счет учета скорости ее изменения. Однако и в нем может применяться гистерезис для защиты от частых переключений исполнительных механизмов.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

При ШИМ-регулировании мощность нагревателя изменяется путем изменения скважности импульсов включения/выключения. Это позволяет более плавно регулировать температуру.

Многоступенчатое регулирование

В системах большой мощности часто применяется каскадное включение нескольких нагревателей или охладителей. Гистерезис в этом случае настраивается для каждой ступени отдельно.

Особенности применения гистерезиса в различных отраслях

В разных сферах применения к настройке температурного гистерезиса предъявляются различные требования. Рассмотрим некоторые примеры:

Пищевая промышленность

В пищевом производстве критически важно точное поддержание температуры. Здесь используется минимально возможный гистерезис, часто в сочетании с ПИД-регулированием.

Металлургия

При термообработке металлов допустимы большие колебания температуры. Поэтому применяется значительный гистерезис для экономии энергии и ресурса оборудования.

Сельское хозяйство

В теплицах и инкубаторах важно поддерживать оптимальный микроклимат. Гистерезис настраивается с учетом чувствительности растений или животных к колебаниям температуры.

Влияние гистерезиса на энергоэффективность

Правильная настройка температурного гистерезиса может значительно повысить энергоэффективность оборудования. Как этого добиться?

• Увеличение гистерезиса снижает частоту включений, но повышает амплитуду колебаний температуры
• Уменьшение гистерезиса дает более точный контроль, но увеличивает энергопотребление
• Оптимальный гистерезис находится опытным путем для конкретной системы
• В некоторых случаях эффективно применение «плавающего» гистерезиса, меняющегося в зависимости от условий

Грамотная настройка может дать экономию энергии до 10-15% по сравнению с неоптимальными параметрами.

Заключение

Температурный гистерезис — важный инструмент оптимизации работы систем контроля температуры. Его правильное применение позволяет повысить надежность, долговечность и энергоэффективность оборудования. При этом настройка гистерезиса требует учета особенностей конкретной системы и области применения.

Температурный гистерезис — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Cтраница 2

Зависимость температурного гистерезиса проницаемости от временной предыстории образца подтверждается также рис. 2 — 23, на котором приведен ход относительного изменения проницаемости во времени для образца марганцевоцинкового феррита 2000НМ1, предварительно нагретого выше температуры Кюри и подвергавшегося периодическим нагревам до температуры 100 С. После каждого температурного цикла наблюдается спад проницаемости во времени при комнатной температуре.  [16]

ФП наблюдается температурный гистерезис. Выше Тк зависимость а ( Т) имеет уже металлический характер. Критическая температура зависит от напряженности электрического поля ( см. рис. 4.12 в), которое стабилизирует металлическую фазу, а также от давления ( см. рис. 4.12 г), которое уменьшает расстояние между атомами, что ускоряет переход. В сильных электрических полях и при повышенных давлениях диэлектрическая фаза в VjOs не реализуется.

 [17]

Из наличия температурного гистерезиса ряда физических величин ( показателя преломления, коэффициента линейного термического расширения) можно допустить, что в TJSN имеет место переход первого рода.  [18]

Изменение длины образца из сплава Си-Al — Ni при охлаждении и иагревс под действием постоянной нагрузки о — 20 МПа.  [19]

В сплавах с большим температурным гистерезисом мартенситного превращения наблюдается лишь частичное восстановление формы. К таким сплавам можно отнести Nb — Ni, Fe — Мп, нержавеющую сталь и др. В них уже небольшие противодействующие напряжения исключают восстановление формы. Это связано с тем, что, во-первых, мартенситные фазы в этих сплавах обладают высокой симметрией, что допускает протекание обратного превращения по путям, отличным от прямого превращения. Во-вторых, образование мартенсита даже в отсутствие напряжения в этих сплавах сопровождается необратимым процессом возникновения и перемещения полных дислокаций.

 [20]

Объяснить, что такое температурный гистерезис и чем отличаются кривые охлаждения сплавов I и II от кривых нагревания.  [21]

Температурный ( С гистерезис у эталонов.| Температурный ( С гистерезис относительного удлинения керамического образца.  [22]

Интересно отметить, что температурный гистерезис имеет место не только для металлических тел.  [23]

Объяснить, что такое температурный гистерезис и чем отличаются кривые охлаждения сплава I от кривых нагревания.  [24]

Проведя аналогичные построения графиков температурного гистерезиса для бронзовых, латунных и ин-варных образцов, мы заметили, что величина температурного гистерезиса различна для разных тел.  [25]

Петля диэлектрического гистерезиса идеального сегнетоэлект-рика.  [26]

Для этого перехода характерно наличие температурного гистерезиса и выделение скрытой теплоты перехода.  [27]

Зависимость безразмерной величи.| Зависимость Д0нед от П и Л. а — регенератор без отбора части прямого потока. — — — — — — — — — — — — — п — 1. — — — — — — — — — — — — — — — л 0 975.  [28]

На рис. 3.51 представлена зависимость безразмерного среднего температурного гистерезиса ( А7 — hm) / &.  [29]

Схема атомной перестройки кристаллической решетки в процессе мартен-ситного превращения.| Кристалл — полисинтетический двойник, образующийся при превращении кубической фазы в тетрагональную.  [30]

Страницы:      1    2    3    4    5

Температурный гистерезис вгетерогенномкатализе доклад по географии | Упражнения и задачи Экология и охрана окружающей среды

Скачай Температурный гистерезис вгетерогенномкатализе доклад по географии и еще Упражнения и задачи в формате PDF Экология и охрана окружающей среды только на Docsity! Температурный гистерезис в гетерогенном катализе Гетерогенный катализ — та область науки, в которой действуют и которой управляют два рода законов: чисто химические и законы физики поверхности твердого тела. По этой причине, в частности, в гетерогенном катализе существует множество явлений, трудно поддающихся объяснению, а иногда, наоборот, получающих сразу несколько противоречащих друг другу трактовок. В ряду подобных явлений находится и температурный гистерезис. Вообще, гистерезисные эффекты — это опровержение ставшего поговоркой тезиса о том, что от перемены мест слагаемых результат не меняется. Иногда меняется. Наличие гистерезиса означает, что, двигаясь в одном направлении, мы видим не ту картину, которая возникнет перед нами, когда направление движения меняется на противоположное. Как если бы мы просматривали киноленту и потом, перематывая ее назад, обнаружили на экране не те же самые кадры, хотя и в обратной последовательности, а совсем другие. В нашем случае это выражается в том, что, постепенно повышая температуру, мы фиксируем в каждой точке ту или иную скорость реакции или степень превращения исходного вещества, а начав охлаждение, получаем в тех же температурных точках другую скорость или другую степень превращения. Эта “другая” скорость, измеренная при определенной температуре, может быть меньше первой, и тогда мы называем полученную зависимость гистерезисом “по часовой стрелке”. Но она может быть и больше, и такую зависимость именуют гистерезисом “против часовой стрелки”. Восходящая (полученная при повышении температуры) и нисходящая (при понижении) ветви температурной зависимости образуют петлю гистерезиса. Петли температурного гистерезиса “по часовой стрелке” и “против часовой стрелки” Примеров температурного гистерезиса в гетерогенном катализе известно не то чтобы очень много, но и немало. Гистерезисные эффекты наблюдались в реакциях окисления монооксида углерода*, водорода, некоторых углеводородов, а именно метана и бензола, синтеза аммиака из азота и водорода, окисления и даже обмена изотопами между молекулами водорода и дейтерия. Все это — реакции разного типа и проводились они на различных катализаторах — чистых металлах, металлах на той или иной подложке, разнообразных оксидах. * Таких примеров больше всего. Ликвидация или утилизация монооксида углерода СО (в быту его называют угарным газом) — большая проблема в областях техники, связанных со сжиганием углеродного топлива (автомобильные двигатели, топливные электростанции, котельные и т.п.). Чем же объясняют появление температурных гистерезисов? Мы не будем останавливаться на частных версиях, применимых лишь к отдельным конкретным случаям. Обратимся к наиболее общему, да к тому же самому распространенному толкованию. В химической кинетике существует понятие стационарного состояния катализатора, когда каталитическая система пребывает в динамическом равновесии с окружающей реакционной средой. При изменении состава среды может варьироваться и состояние катализатора. Если изменение происходит постепенно, без резких скачков, то и при обратном ходе катализатор пройдет через те же самые состояния, и никакого гистерезиса не будет. Но в некоторых случаях постепенное накопление количественных изменений приводит к резкому, скачкообразному переходу катализатора в новое состояние с иной структурой поверхности, иной степенью окисления, иным фазовым составом и т. п. В этом новом стационарном состоянии и активность катализатора может стать совсем другой. И если оно достаточно стабильно, то обратное изменение состава реакционной среды не сразу ведет к возврату катализатора в первоначальное состояние. Иными словами, тогда неизбежно возникает гистерезис: при одном и том же составе скорости реакций в условиях роста концентрации какого-то компонента и в условиях ее уменьшения будут отличаться. Так вполне логично объясняется происхождение концентрационного гистерезиса. В принципе подобные перемены могут происходить с катализатором и при изменении температуры. Поэтому описанный подход был распространен и на температурный гистерезис. Казалось бы, это вполне оправданно, поскольку множественность стационарных состояний при температурном гистерезисе наблюдалась, как было сказано, преимущественно в окислительных реакциях, а именно в них реакционная среда наиболее заметно влияет на состояние катализатора. Однако, анализируя литературные данные, нельзя не заметить, что в ряде работ восходящие и нисходящие ветви температурной зависимости степени превращения исходных продуктов имели плавный, постепенный ход, без резких скачков и перепадов. А это вряд ли согласуется с концепцией множественности стационарных состояний как причины гистерезиса. Температурная зависимость степени окисления СО на оксиде меди без носителя (слева) и на палладиевом катализаторе, нанесенном на оксид алюминия. В первом случае петля гистерезиса замкнута, во втором — открыта. Это — примеры сильного гистерезисного эффекта. Даже прекратив нагревание реакционной смеси, не удается снизить ее температуру до начальной, окисление продолжается в режиме самоподдержания. Столкнувшись в своей работе с феноменом температурного гистерезиса “против часовой стрелки”, мы попытались истолковать его. И вскоре поняли, что прежде должны выполнить обширное систематическое исследование, чтобы свести к минимуму роль частностей, не имеющих общего значения. Для этого было необходимо изучить как можно более широкий круг катализаторов и химических реакций по единой методологии, т.е. в одной и той же установке, с помощью одинаковых приемов и приборов, как бы “одними руками”. Анализ экспериментальных результатов, полученных уже на начальном этапе, еще больше усилил наше критическое отношение к объяснению температурного гистерезиса множественностью стационарных состояний. Во-первых, на всех без исключения кривых, описывающих зависимость степени превращения исходного вещества от температуры реакции, были обнаружены промежуточные точки. Ни разу нам не удалось наблюдать мгновенного скачка от одного уровня активности катализатора к другому, даже если степень превращения очень сильно возрастала в узком диапазоне температур. Однако нельзя было исключить, что температурный шаг все же слишком велик и мы попросту не замечаем скачка. Поэтому мы использовали установку, позволяющую осуществлять постепенное безынерционное изменение температуры в реакторе от одного замера к другому с самым малым шагом, буквально в 1-2°С. Во-вторых, общий вид гистерезисных кривых очень мало зависел от того, какой катализатор использовался, и был ли он с подложкой или без нее. Так, петли гистерезиса в реакции окисления монооксида углерода на оксиде меди без носителя и в той же реакции, но на металлическом палладии, нанесенном на подложку из оксида алюминия, оказались весьма похожими. Более того, довольно близкими были и температурные интервалы, в которых разыгрывались гистерезисные явления в обеих каталитических системах. Приведенный пример — далеко не единственный, а один из множества. Как мы уже говорили, катализатор переходит в новое стационарное состояние под влиянием реакционной среды, и трудно предположить, чтобы она одинаково воздействовала и на оксид меди, и на металлический палладий. Слишком различны они по своей природе. В-третьих, похожие явления наблюдались не только на разных катализаторах, но и в разных реакциях. Например, при гидрировании монооксида углерода до метана (эту реакцию называют еще метанированием) на никелевом катализаторе с подложкой температурная зависимость степени превращения СО в СН4 имела явное сходство с зависимостями в только что приведенных реакциях окисления СО. Гидрирование (восстановление) и окисление — совершенно разные реакции, в определенном смысле они даже противоположны, а вид кривых и температурные диапазоны весьма близки. Мы провели и метанирование, и окисление СО на одном и том же никелевом катализаторе, специально разработанном для метанирования, — и в обоих случаях выявили температурный гистерезис. Естественно, что его петли отличались, так как катализатор изначально предназначался для гидрирования, которое

контроллеров температуры с гистерезисом | Panasonic Industrial Devices

• Блог
• Контроллеры температуры с использованием гистерезиса

ИКОНКА ИКОНА

Промышленная автоматизация

октября 18

Автор: Panasonic

. Напитки и фармацевтика, Общие/прочие, Промышленность, Испытания и измерения

Терморегулятор — это устройство, которое можно использовать для обеспечения постоянной температуры в процессе. Контроллеры температуры Panasonic имеют функцию PID для расчета соответствующей реакции счетчика на колебания в процессе.

Алгоритм ПИД

ПИД включает три отдельных постоянных параметра: пропорциональный , интегральный и производный значения, называемые P, I и D. Думайте об алгоритме как об измерении текущих ошибок, накоплении прошлые ошибки и предсказание будущих ошибок на основе текущей скорости изменения. Взвешенная сумма этих трех измерений используется для корректировки процесса по мере необходимости для достижения и поддержания заданного значения (SV), как правило, в температуре.

Контроллеры температуры Panasonic обеспечивают нагрев и/или охлаждение, а также процесс автонастройки. Процесс автонастройки будет изменять выходной сигнал контроллера (вкл./выкл. или от низкого до высокого) и контролировать изменение отклика процесса (обычно температуры). После завершения мониторинга контроллер вычисляет оптимальный набор значений ПИД-регулятора для надежного управления процессом.

Использование гистерезиса

Обратите внимание, что каждый процесс будет иметь свои собственные оптимальные константы PID. Стабильность системы или процесса зависит от используемых констант ПИД и алгоритма ПИД. В приложениях, где стабильность на основе определенного значения (SV) составляет , а не критично, вместо него можно использовать гистерезис. Гистерезис не использует заданное значение, он использует диапазон для действия управления процессом.

Например, вместо точного регулирования процесса до SV 100°F мы можем заставить контроллер реагировать, когда текущее значение (PV) составляет +/- 10°F от SV. Это дает нам 20-градусную полосу для гистерезисной характеристики.

На первой диаграмме используется управление заданным значением, такое как ПИД-регулятор, управление в разных диапазонах, такое как гистерезис. Розовая линия — заданное значение при 100°F. Это значение, при котором наша зеленая волна PID изо всех сил пытается удержаться. Это означает, что ФИД постоянно работает, чтобы поддерживать процесс на уровне 100°F. В это время выход постоянно колеблется. Совсем иначе ведет себя гистерезис, при этом также сохраняя температуру вокруг ПЗ.

Обратите внимание, что после первого превышения (см. звездочку на диаграмме на рис. 2) красная линия, гистерезис, снова включится только до тех пор, пока температура не упадет ниже нижнего ограничения, выделенного фиолетовым цветом. Гистерезис будет постоянно включать выход, пока температура не поднимется выше верхнего предела (обозначенного синей линией). Оба этих контроля имеют преимущества и недостатки.

Плюсы и минусы

	ПРОФИ	МИНУСЫ
Гистерезис	Хорошо выдерживает процесс в температурном диапазоне Лучше для релейных выходов Функции ПИД-регулятора или автонастройка не требуются	Невозможно настроить процесс на определенное значение SV Перерегулирование может быть больше, чем PID, в зависимости от реакции процесса Невозможно настроить процесс на определенное значение SV
ПИД-код	Хорошо выдерживает процесс при определенной температуре, SV После настройки перерегулирование лучше, чем гистерезис Лучше для чувствительных процессов	Осциллирующий выход неисправен для релейного выхода (предпочтительнее транзисторный или аналоговый) ПИД-константы должны быть точно настроены Алгоритм ПИД должен быть точным

Другие блоги

Подробнее

Просмотреть все

Темп.

гистерезис мин. Максимум. контроллер

Регулятор температуры, минимальной и максимальной скорости с настройкой гистерезиса представляет собой регулятор скорости, зависящий от температуры, для вентилируемых помещений с одним или несколькими вытяжными вентиляторами. Контроллер постоянно держит температуру и препятствует работе с заданной минимальной скоростью, а также с превышением установленной максимальной скорости. Гистерезис определяет диапазон температур. Им можно легко управлять, регулируя требуемую минимальную температуру, максимальную скорость и гистерезис на четырех ручках.

Вариант с разъемом RJ45 предлагает вам сигнал 0-10 В или ШИМ (широтно-импульсная модуляция) для вентиляторов EC.

Два внутренних датчика температуры предотвращают перегрев частей радиатора и процессора. Однако, если происходит перегрев, плавное регулирование отключается, и предохранительное реле шунтирует вентилятор вытяжного воздуха, в то время как вентилятор приточного воздуха выключается. Таким образом, контроллер предотвращает полный отказ вентиляции и защищает ваши растения.

Контроллер поставляется в готовом виде и готов к использованию. Этот надежный контроллер вентилятора поставляется в комплекте с герметичной водонепроницаемой крышкой, заглушками с откидными крышками и датчиком низкого напряжения, что делает его идеальным для помещений с повышенной влажностью. Датчик поставляется с кабелем длиной 4 метра. Контроллер поставляется с кабелем питания 1,5 м и кабелем датчика 4 м. При необходимости его можно увеличить до 10 метров.

Посмотреть обучающее видео на YouTube: (на английском языке) 

Размеры и технические данные:
Корпус: ШxВxГ = 130x92x105 мм
Контроллер: ШxВxГ = 160x130x105 мм
Предназначен для: 10 А / 2300 Вт / симистор 1×16 А
Напряжение: 230 В / 50 Гц
Цифровой датчик 5 В Измеряет температуру от –55°C до +125°C (от –67°F до +257°F)
Точность 0,5°C от – от 10°C до +85°C
Класс защиты: IP54

Диапазон настроек:
Температура: от 20°C до 30°C
Минимальная скорость: выкл.