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Bimetall ist eine Verbindung aus zwei Metallarten, die sich bei Temperaturänderungen unterschiedlich stark ausdehnen. Dadurch verbiegt sich das Bimetall beim Anstieg oder Abfall von Temperaturen und kann so elektrische Kontakte unterbrechen oder herstellen.
Die lange Antwort…
Bimetall ist eine Legierung, die aus zwei verschiedenen Metallen besteht, die miteinander verbunden wurden. Es wird in Thermostaten, Sensoren und Schaltern verwendet. Erfahre mehr über dieses duroplastische Metall. Bimetall kann auch zu Tri- oder Tetra-Metallen geformt werden. Hier findest du einen Überblick über seine Verwendung:
Bimetall ist ein duroplastisches Metall
Bimetall ist ein wärmehärtendes Metall, das für eine Reihe von Anwendungen verwendet wird. Es kann in seiner flachen Form verwendet oder zu einer Spule gewickelt werden, um die Kompaktheit und Empfindlichkeit zu erhöhen. Neben der Verwendung bei der Herstellung von flachen Platten werden Bimetalle auch in thermostatischen Anwendungen eingesetzt, die Bewegung in elektrische Energie umwandeln.
Die bimetallische Eigenschaft von Metallen wurde in mechanischen und elektrischen Geräten ausgiebig genutzt, vor allem als Ein- und Ausschalter in frühen Thermostaten. Der älteste bekannte Bimetallstreifen wurde Mitte des 18. Jahrhunderts von einem Uhrmacher namens John Harrison hergestellt. Seine Bimetallstreifen glichen Temperaturschwankungen in einer Unruhfeder aus. Er verwendete Bimetalle auch für Marinechronometer. Ursprünglich wurden Bimetalle hergestellt, indem zwei separate Metallstreifen mit Nieten verbunden wurden. Bei späteren Experimenten wurde jedoch geschmolzenes Messing direkt auf ein Stahlsubstrat geschmolzen.
Bimetallkomponenten werden nach ihren Temperatureigenschaften, ihrer Festigkeit, Verarbeitbarkeit und Stabilität sowie nach ihren elektrischen Eigenschaften ausgewählt. Zu den weiteren Eigenschaften von Bimetallen gehören eine geringe Ausdehnung und eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Bimetallbleche werden dann zu einer großen Stange geschweißt. Danach werden sie mit verschiedenen Kaltwalzprogrammen kaltgewalzt und anschließend unter kontrollierten Bedingungen wärmebehandelt.
Bimetall wird in Thermostaten verwendet
Bimetall ist ein Material, das häufig in Thermostaten verwendet wird. Diese Thermostate werden zur Temperaturregelung eingesetzt und sind in einer Vielzahl von Konfigurationen erhältlich. Derzeit geht der Trend zu vereinfachten Designs und kleineren Grundflächen. Viele Bimetallthermostate sind Geräte mit fester Temperatur. Da sie keinen vom Benutzer einstellbaren Punkt haben, können sie sowohl als Sicherheits- als auch als Kontrollvorrichtungen dienen. Diese Thermostate sind mit verschiedenen Kontakttypen erhältlich, z. B. mit SPDT-Kontakten und langsamen Schließern/Öffnern.
Ein Bimetallthermostat besteht aus zwei miteinander verschmolzenen Metallplatten. Diese Thermostate werden in Kühlschränken, Klimaanlagen und Backöfen eingesetzt, weil sie extremen Temperaturen standhalten können. Diese Art von Thermostat hält Temperaturen von bis zu 550 Grad F aus. Das verschmolzene Metall hilft, die Temperatur effizient zu regulieren.
Eine Möglichkeit zur Fehlersuche bei Bimetallthermostaten besteht darin, die Temperatur mit einem Föhn schnell zu ändern. Überprüfe die Bimetallstreifen, um zu sehen, ob sie sich nach oben biegen, wenn die Temperatur geändert wird. Wenn das nicht der Fall ist, liegt die Ursache für den Ausfall des Thermostats woanders.
Bimetallthermostate können entweder flach oder wie eine Spule geformt sein. Beide Versionen können kompakt und empfindlich gebaut werden. Da Bimetall ein sehr leitfähiges Metall ist, können Bimetallthermostate aus einer Vielzahl von Metallen hergestellt werden. Das Bimetallband wird aus zwei verschiedenen Metallen hergestellt und der Länge nach zusammengeschweißt.
Bimetall-Thermostate sind in einer Vielzahl von Verpackungen erhältlich. Ihre Größe nimmt mit steigender Schaltleistung zu. Sie können auf der Leiterplatte oder im Gehäuse montiert werden. Einige Bimetallthermostate bieten auch niedrige Temperatureinstellungen. Diese Thermostate können in einem heißen Fahrzeug oder Lagerhaus leicht auslösen.
Bimetallthermometer werden am häufigsten in Thermostaten verwendet. Sie reagieren empfindlich auf niedrige Temperaturen und sollten innerhalb ihres unteren und oberen Grenzbereichs gehalten werden. Sie müssen jedoch von extremen Temperaturen ferngehalten werden, da sie bei diesen Temperaturen nicht mehr zurückfedern. Es ist wichtig, einen Bimetallthermostat nach der Art der Anwendung auszuwählen. Auch die Eintauchtiefe und die Dauer des Eintauchens sind Faktoren, die zu berücksichtigen sind.
Ein Bimetallthermometer besteht aus zwei dünnen Streifen, die aus zwei verschiedenen Metallen bestehen. Die Streifen werden durch ein Verfahren namens Diffusion hergestellt und zum Verbinden erhitzt. Dadurch verbiegen sie sich, wenn sich die Temperatur ändert.
Die Verwendung von Bimetallstreifen in Sensoren
Der Weltmarkt für Bimetallsensoren ist nach Leistung, Metallen, Anwendung und Endverbraucher unterteilt. Der Bericht enthält Unternehmensprofile und Finanzdaten, um die Marktgröße, die Umsatzentwicklung und neue Marktinitiativen zu ermitteln. Er analysiert auch den Einfluss der lokalen und einheimischen Akteure auf dem Markt und identifiziert aufkommende Einnahmequellen. Er liefert detaillierte Informationen über die Marktgröße, das Produktangebot und die Wettbewerbslandschaft nach Ländern. Er informiert auch über Produkteinführungen, geografische Expansion und technologische Innovationen.
Das Bimetallband wird durch das Zusammenschweißen von zwei Metallstücken hergestellt. Bei diesem Prozess biegt sich das Bimetallband entsprechend dem Längenausdehnungskoeffizienten des Metalls. Dies führt zu einer federartigen Biegung des Bandes. Bimetallstreifen haben unterschiedliche Längenausdehnungswerte und können daher für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden.
Bimetallsensoren werden in der Temperaturmessung eingesetzt, um Überhitzung und Ausfall von Geräten wie Kühlschränken und Gefriertruhen zu erkennen. Ein Bimetallsensor kann diese Temperaturveränderungen erkennen und dazu beitragen, Brände und Fehlfunktionen in Geräten zu verhindern. Der grundlegendste Bimetallsensor ist in Abbildung 1 dargestellt. Er besteht aus zwei Streifen aus verschiedenen Metallen, die miteinander verbunden sind. Die beiden Metalle werden ausgewählt, weil sie unterschiedliche lineare Ausdehnungswerte haben. Die lineare Ausdehnung ist der Bruchteil der Längenänderung pro Grad Temperaturänderung. Da alle Metalle einen positiven linearen Ausdehnungswert haben, dehnt sich der Streifen aus, wenn die Temperatur steigt.
Bimetallsensoren werden häufig in der Elektronik, der Beleuchtung und in Elektrogeräten eingesetzt. Sie bestehen aus zwei Metallplatten, die sich je nach Temperatur ausdehnen oder zusammenziehen. Bimetallsensoren werden auch in Sensoren für die Lebensmittelsicherheit eingesetzt. Der Markt für Bimetallsensoren wird in zwei große Segmente unterteilt: die Art des verwendeten Metalls und die Anwendung.
Bimetallthermometer werden in der Industrie eingesetzt, zum Beispiel in der Heizungs-, Klima- und Kältetechnik. Sie sind langlebig und preiswert und können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Bimetallthermometer von WIKA gibt es in einer Vielzahl von Modellen. Das Modell 52 zum Beispiel hat ein Gehäuse aus Edelstahl und ist für Hochtemperaturanwendungen konzipiert.
Der Einsatz in Kontrollschaltern
Das Bimetallelement, das in Kontrollschaltern verwendet wird, dient dazu, die reaktiven Eigenschaften des Schalters zu verändern. Zum Beispiel kann der Widerstand des Elements je nach Raumtemperatur von niedrig bis hoch variieren. Ein Element mit hohem Widerstand kann die Empfindlichkeit bei Kurzschlüssen erhöhen. Dieses Material wird häufig in Kontrollschaltern eingesetzt und kann an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden.
Der Widerstand eines Bimetalls wird in Ohm pro kreisförmigem Millimeterfuß gemessen. Ein höherer Widerstand bedeutet, dass es mehr Wärme erzeugt und sich schneller verbiegt. Außerdem kann ein einzelnes Gerät je nach angelegter Spannung mit verschiedenen Sollwerten arbeiten.
Bimetall wird in Temperaturschaltern, Thermostaten und Verformungselementen verwendet. Es wird aus zwei Schichten verschiedener Legierungen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt. Die aktive Schicht ist aus Nickel und die passive Schicht besteht aus Kupfer oder Eisen. Der Nickelanteil liegt in der Regel zwischen 34 und 50%.
Bimetallschalter haben unterschiedliche Betriebstemperaturbereiche, und einige von ihnen können zurückgesetzt werden. Diese Funktion hilft sicherzustellen, dass der Schalter bei der richtigen Temperatur arbeitet. Der Bimetall-Temperaturbereich wird vom Konstrukteur festgelegt. Der Bimetall-Temperaturbereich wird jedoch erst zurückgesetzt, wenn das Gerät fünf Grad Celsius oder weniger erreicht. Außerdem können diese Geräte vor dem Einbau getestet werden, um sicherzustellen, dass sie richtig funktionieren.
Bimetall-Temperaturschalter arbeiten mit einer Bimetallscheibe, um die Temperatur einer elektrischen Last zu bestimmen. Der Bimetall-Temperaturschalter ist in der Regel aus Stahl oder Zink gefertigt. Die Metallscheibe ist dann durch ein gebogenes Plättchen getrennt. Dieses Gerät wird in Geräten wie Kaffeemaschinen und Warmwasserbereitern eingesetzt.
Verschiedene Bimetalllegierungen haben unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten. Wenn sich die Temperatur ändert, dehnt sich die aktive Schicht stärker aus als die passive Schicht. Der Unterschied in der Ausdehnung führt dazu, dass sich die Streifen zu einem Bogen biegen.
