Термопреобразователи и приборы температуры

Для измерения температуры используют указатели температуры расширения, термопреобразователи сопротивления (ТС), термоэлектрические и мано­метрические термопреобразователи и приборы. В дистанционных системах передачи показаний с термопреобразователями сопротивления и термоэлектропреобразователями используют вторичные приборы — логометры, автоматические мосты, милливольтметры и потенциометры.

Указатели температуры расширенияслужат для измерения температуры в помещениях  внешнего воздуха и т.

п. Чувствительный элемент представляет собой баллон с жидкостью, при нагревании которого жидкость расширяется и ее столбик подымается в отсчетном устройстве. Положение конца столбика относительно шкалы указателя температуры соответствует температуре среды, в какой находится баллон.

Термопреобразователи сопротивления(ГОСТ 6651—78) используют в системах, где требуется определять высочайшие температуры и дистанционно передавать показания. Механизм работы таких преобразователей основан на свойстве металлов изменять свое сопротивление при изменении температуры.

Чувствительные элементы термопреобразователей делают из пла­тины (ТСП) либо меди (ТСМ). Платиновую либо медную проволоку наматывают на каркас.

Размеры каркаса зависимо от конструкции термо­преобразователя могут быть от 60 до 100 мм. Каркас с чувствительным элементом 1 (рис. 1) помещен в корпус защитной арматуры, выполненной  обычно, из нержавеющей стали.

Провода проходят в изолирующих керамических бусах3и подсоединяются к зажимам5головки термо­преобразователя сопротивления. К полосы связи преобразователь подсоединяют через сальниковое уплотнение4.На технологических трубопроводах преобразователь вставляют в гнездо и крепят штуцером 6. Монтажная длина термопреобразователей от 10 до 3150 мм, поперечник защитной арматуры — от 10 до 300 мм.

Статические свойства преобразования стандартизированы (ГОСТ 6651—78) и выражают зависимость сопротивления чувствительного элемента от измеряемой температуры.

Черта обозначается 1П, 100П, 10М, 100М и т. д. Число .(1, 10, 100) обозначает сопротивление чувствительного элемента при 0° С (1, 10, 100 Ом), а буковка — материал чувствительного элемента.

По точности измерения преобразователи выпускают 5 классов, которые обозначают римскими цифрами. Платиновые термопреобразователи сопротивления используют для измерения температуры в спектре минус 260 – плюс 1100° С, а медные – минус 200 – плюс 200° С.

Применение преобразователей ограничено как из-за сравнимо низ­кой наибольшей температуры, так и из-за значимых размеров кар­каса чувствительного элемента.

Термоэлектропреобразователииспользуют для измерения температуры в границах до 1800 °С (ГОСТ 6616—74).

Действие термоэлектропреобразователя основано на следующем принципе  Если спаять два стержня из разных металлов, а потом спаянный (жаркий) и свободные (прохладные) концы поместить в среды с разными температурами, то меж свободными концами стержней возникает разность потенциалов. Свободные концы соединяют с приемником тока и получают электрическую цепь, в какой находится источник э. д.

с. Термо­электродвижущая сила т. э.

д. с. в цепи находится в зависимости от разности температур, в которые помещены свободные и спаянные концы преобразователя, и от параметров металлов либо сплавов, из которых сделаны стержни.

В индустрии используют преобразователи из следующих сплавов  хромель-копель (ХК), хромель-алюмель (ХА), платинородий-платина (ПП), платинородий (30% родия)-платинородий (6% родия) (ПР). Каждый тип термоэлектрического преобразователя (ХК, ХА, ПП, ПР) имеет свою градуировочную характеристику — зависимость меж разни­цей температур жаркого и прохладных концов и возникающей меж ними т.

э. д. с.

Термоэлектропреобразователь устроен ана­логично термопреобразователю сопротивления (рис. 2). Чувствительный элемент, помещенный в корпус 1, представляет собой спай термоэлектродов припаянный к серебряному диску (жаркий конец).

Термоэлектроды изготовляют из обозначенных выше металлов либо сплавов. Термоэлектроды выведены через каналы изолирующих бус на зажимы головки 3. К корпусам аппаратов либо трубопроводов термоэлектропреобразователь укрепляют штуцерами либо флан­цами.

Сложность внедрения термоэлектропреобразователей заключается в необходимости стабилизации температуры их свободных (прохладных) концов. Если температура прохладных концов, т. е.

температура окружающего воздуха, будет изменяться, а температура, измеряемая в точке погружения жаркого конца, остается постоянной, значения т. э. д.

с. тоже будут изменяться. Нечувствитель­ности системы измерения к колебаниям температуры прохладных концов добиваются методом термостатирования прохладных концов термоэлектропреобразователя, электронной компенсацией температурных воздействий в месте установки термоэлектропреобразователя либо электронной компенсацией температурных воздействий в месте установки вторичного прибора.

На практике в главном используют последний метод, при котором соединительную линию меж термоэлектропреобразователем и вторич­ным прибором монтируют особыми компенсационными проводами. Для каждого типа термоэлектропреобразователя установлена определен­ная марка компенсационных проводов. При подсоединении прохладных кон­цов термоэлектропреобразователя к компенсационным проводам меж каждым термоэлектродом и проводом появляется дополнительная термо­пара.

Материалы компенсационных проводов и метод их подключения выбирают такими, чтоб т. э. д.

с. каждой дополнительной термопары были равны меж собой и включены встречно. В данном случае суммар­ная т.

э. д. с.

будет зависеть только от разности температур жаркого кон­ца термоэлектропреобразователя и свободных концов компенсационных проводов, подключаемых на вход вторичного прибора. Во вторичном при­боре устанавливают устройство, которое автоматом заносит поправку , в значение т. э.

д. с. зависимо от температуры, при которой находятся свободные концы компенсационных проводов снутри прибора.

Манометрические указатели температуры(ГОСТ 8624—80) используют для изме­рения температуры в зонах аппаратов. Принцип их деяния основан на зависимости меж температурой и давлением воды либо газа при неизменном объеме. Измерительную систему указателя температуры заполняют жид­костью либо газом.

Термобаллон 7 (рис. 3а)погружают в среду, темпера­туру которой будут определять. При помощи капилляра 6 термобаллон 7 соединяют с манометром9.При изменении температуры среды, в кото­рую погружен термобаллон, меняется давление заполняющей систему воды либо газа.

Через капилляр 6 это давление подводится к пружи­не 1 (рис. 3б), припаянной к корпусу 8. При повышении температуры термобал­лона 7 давление заполняющего систему газа возрастает и под его действием раскручивается манометрическая пру­жина.

При уменьшении температуры пружина соответственно закручивается. Через тягу4перемещение конца пружи­ны передается на трибко-секторный меха­низм. На ось 5 трибки надета стрелка 2, перемещающаяся по шкале пропорционально изменению давления.

Литература: Б. З.

Барласов, В. И. Ильин “Наладка устройств и систем автоматизации.”

Для измерения температуры применяют термометры расширения, термопреобразователи сопротивления (ТС), термоэлектрические и мано­метрические термопреобразователи и приборы. В дистанционных системах передачи показаний с термопреобразователями сопротивления и термоэлектропреобразователями применяют вторичные приборы — логометры, автоматические мосты, милливольтметры и потенциометры.Чувствительный элемент платинового термопреобразователя: 1 — платиновые спирали; 2 — керамический каркас; 3 — изоляционный порошок; 4— выводы; 5 — глазурь; 6 — металлическая оболочка.Термометры расширения служат для измерения температуры в помещениях  наружного воздуха и т. п.Чувствительный элемент представляет собой баллон с жидкостью, при нагревании которого жидкость расширяется и ее столбик поднимается в отсчетном устройстве.Положение конца столбика относительно шкалы термометра соответствует температуре среды, в которой находится баллон.Рисунок 1.

Термопреобразователь сопротивления.Термопреобразователи сопротивления (ГОСТ 6651—78) применяют в системах, где требуется измерять высокие температуры и дистанционно передавать показания. Принцип работы таких преобразователей основан на свойстве металлов изменять свое сопротивление при изменении температуры.Чувствительные элементы термопреобразователей выполняют из пла­тины (ТСП) или меди (ТСМ).Платиновую или медную проволоку наматывают на каркас.Размеры каркаса в зависимости от конструкции термо­преобразователя могут быть от 60 до 100 мм. Каркас с чувствительным элементом 1 (рис.

1) помещен в корпус защитной арматуры, выполненной, как правило, из нержавеющей стали.Провода проходят в изолирующих керамических бусах3и подсоединяются к зажимам5головки термо­преобразователя сопротивления. К линии связи преобразователь подсоединяют через сальниковое уплотнение4.На технологических трубопроводах преобразователь вставляют в гнездо и укрепляют штуцером 6. Монтажная длина термопреобразователей от 10 до 3150 мм, диаметр защитной арматуры — от 10 до 300 мм.Рисунок 2.

Термоэлектрический преобразователь хромель-копель.Статические характеристики преобразования стандартизированы (ГОСТ 6651—78) и выражают зависимость сопротивления чувствительного элемента от измеряемой температуры. Характеристика обозначается 1П, 100П, 10М, 100М и т. д.

Число (1, 10, 100) обозначает сопротивление чувствительного элемента при 0°С(1, 10, 100 Ом), а буква — материал чувствительного элемента.По точности измерения преобразователи выпускают пяти классов, которые обозначают римскими цифрами. Платиновые термопреобразователи сопротивления применяют для измерения температуры в диапазоне минус 260 — плюс 1100°С, а медные — минус 200 — плюс 200°С.Применение преобразователей ограничено как из-за сравнительно низ­кой максимальной температуры, так и из-за значительных размеров кар­каса чувствительного элемента.Термоэлектропреобразователи применяют для измерения температуры в пределах до 1800°С (ГОСТ 6616—74).Действие термоэлектропреобразователя основано на следующем принципе. Если спаять два стержня из различных металлов, а затем спаянный (горячий) и свободные (холодные) концы поместить в среды с различными температурами, то между свободными концами стержней возникает разность потенциалов.

Свободные концы соединяют с приемником тока и получают электрическую цепь, в которой находится источник э. д. с.

Термо­электродвижущая сила т. э. д.

с. в цепи зависит от разности температур, в которые помещены свободные и спаянные концы преобразователя, и от свойств металлов или сплавов, из которых изготовлены стержни.В промышленности применяют преобразователи из следующих сплавов  хромель-копель (ХК), хромель-алюмель (ХА), платинородий-платина (ПП), платинородий (30% родия)-платинородий (6% родия) (ПР). Каждый тип термоэлектрического преобразователя (ХК, ХА, ПП, ПР) имеет свою градуировочную характеристику — зависимость между разни­цей температур горячего и холодных концов и возникающей между ними т.

э. д. с.Рисунок 3.

Термобаллон.Термоэлектропреобразователь устроен ана­логично термопреобразователю сопротивления (рис. 2). Чувствительный элемент, помещенный в корпус 1, представляет собой спай термоэлектродов, припаянный к серебряному диску (горячий конец).

Термоэлектроды изготовляют из указанных выше металлов или сплавов. Термоэлектроды выведены через каналы изолирующих бус на зажимы головки 3. К корпусам аппаратов или трубопроводов термоэлектропреобразователь крепят штуцерами или флан­цами.Сложность применения термоэлектропреобразователей заключается в необходимости стабилизации температуры их свободных (холодных) концов.

Если температура холодных концов, т. е. температура окружающего воздуха, будет изменяться, а температура, измеряемая в точке погружения горячего конца, останется неизменной, значения т.

э. д. с.

тоже будут изменяться. Нечувствитель­ности системы измерения к колебаниям температуры холодных концов достигают путем термостатирования холодных концов термоэлектропреобразователя, электрической компенсацией температурных влияний в месте установки термоэлектропреобразователя или электрической компенсацией температурных влияний в месте установки вторичного прибора.На практике в основном применяют последний способ, при котором соединительную линию между термоэлектропреобразователем и вторич­ным прибором монтируют специальными компенсационными проводами. Для каждого типа термоэлектропреобразователя установлена определен­ная марка компенсационных проводов.

При подсоединении холодных кон­цов термоэлектропреобразователя к компенсационным проводам между каждым термоэлектродом и проводом образуется дополнительная термо­пара. Материалы компенсационных проводов и способ их подключения выбирают такими, чтобы т. э.

д. с. каждой дополнительной термопары были равны между собой и включены встречно.

В этом случае суммар­ная т. э. д.

с. будет зависеть только от разности температур горячего кон­ца термоэлектропреобразователя и свободных концов компенсационных проводов, подключаемых на вход вторичного прибора. Во вторичном при­боре устанавливают устройство, которое автоматически вносит поправку , в значение т.

э. д. с.

в зависимости от температуры, при которой находятся свободные концы компенсационных проводов внутри прибора. Манометрические термометры(ГОСТ 8624—80) применяют для изме­рения температуры в зонах аппаратов. Принцип их действия основан на зависимости между температурой и давлением жидкости или газа при постоянном объеме.

Измерительную систему термометра заполняют жид­костью или газом.Термобаллон 7 (рис. 3а)погружают в среду, темпера­туру которой будут измерять. С помощью капилляра 6 термобаллон 7 соединяют с манометром9.При изменении температуры среды, в кото­рую погружен термобаллон, изменяется давление заполняющей систему жидкости или газа.

Через капилляр 6 это давление подводится к пружи­не 1 (рис. 3б), припаянной к корпусу 8. При повышении температуры термобал­лона 7 давление заполняющего систему газа увеличивается и под его действием раскручивается манометрическая пру­жина.

При уменьшении температуры пружина соответственно закручивается. Через тягу4перемещение конца пружи­ны передается на трибко-секторный меха­низм. На ось 5 трибки насажена стрелка 2, перемещающаяся по шкале пропорционально изменению давления.Поделитесь полезной статьей:

Источники:

  • elektrica.info
  • fazaa.ru

Поделиться:
Нет комментариев
Adblock detector