uadepe.ru

Вимірювальні перетворювачі і прилади температури

Для вимірювання температури використовують термометри розширення, термоперетворювачі опору (ТС), термоелектричні і манометрические термоперетворювачі і прилади. У дистанційних системах передачі показань з термопреобразователямі опору і термоелектропреобразователямі використовують вторинні прилади - логометри, автоматичні мости, мілівольтметри і потенціометри.

Термометри розширення служать для вимірювання температури в приміщеннях зовнішнього повітря і т. п. Чутливий елемент являє собою балон з рідиною, при нагріванні якого рідина розширюється і її стовпчик піднімається в відліковому пристрої. Положення кінця стовпчика щодо шкали термометра відповідає температурі середовища, в якій знаходиться балон.

Термоперетворювачі опору (ГОСТ 6651-78) використовують в системах, де потрібно визначати високі температури і дистанційно передавати показання. Механізм роботи таких перетворювачів заснований на властивості металів змінювати свій опір при зміні температури.

Чутливі елементи термоперетворювачів роблять з платини (ТСП) або міді (ТСМ). Платинову або мідний дріт намотують на каркас. Розміри каркаса залежно від конструкції термопреобразователя можуть бути від 60 до 100 мм. Каркас з чутливим елементом 1 (рис. 1) поміщений в корпус захисної арматури, виконаної зазвичай, з нержавіючої сталі. Провід проходять в ізолюючих керамічних намистах 3 і приєднуються до клем 5 головки термоперетворювача опору. До лінії зв`язку перетворювач під`єднують через сальникове ущільнення 4. На технологічних трубопроводах перетворювач вставляють в гніздо і кріплять штуцером 6. Монтажна довжина термопреобразователей від 10 до 3150 мм, діаметр захисної арматури - від 10 до 300 мм.

Статичні властивості перетворення стандартизовані (ГОСТ 6651-78) і висловлюють залежність опору чутливого елемента від вимірюваної температури. Риса позначається 1П, 100П, 10М, 100М і т. Д. Число. (1, 10, 100) позначає опір чутливого елемента при 0 ° С (1, 10, 100 Ом), а буква - матеріал чутливого елемента.



За точністю вимірювання перетворювачі випускають 5 класів, які позначають римськими цифрами. Платинові термоперетворювачі опору використовують для вимірювання температури в діапазоні мінус 260 - плюс 1100 ° С, а мідні - мінус 200 - плюс 200 ° С.

Застосування перетворювачів обмежена як через порівняно низьку найбільшою температури, так і з-за значних обсягів каркаса чутливого елемента.

Термоелектропреобразователі використовують для вимірювання температури в межах до 1800 ° С (ГОСТ 6616-74).

Дія термоелектропреобразователя засноване на наступному принципі Якщо спаяти два стержня з різних металів, а потім спаяний (жаркий) і вільні (прохолодні) кінці помістити в середовища з різними температурами, то між вільними кінцями стрижнів виникає різниця потенціалів. Вільні кінці з`єднують з приймачем струму і отримують електричний ланцюг, в якій знаходиться джерело е. д. з. Термоелектрорушійна сила т. Е. д. з. в ланцюзі залежить від різниці температур, у яких можна побачити вільні і спаяні кінці перетворювача, і від параметрів металів або сплавів, з яких зроблені стрижні.

У промисловості застосовують перетворювачі з наступних сплавів хромель-копель (ХК), хромель-алюмель (ХА), платинородій-платина (ПП), платинородій (30% родію) -платінородій (6% родію) (ПР). Кожен тип термоелектричного перетворювача (ХК, ХА, ПП, ПР) має свою градуювальну характеристику - залежність між різницею температур жаркого і прохолодних решт і виникає між ними т. Е. д. з.

Термоелектропреобразователь влаштований аналогічно термоперетворювачів опору (рис. 2). Чутливий елемент, поміщений в корпус 1, являє собою спай термоелектродів припаяний до срібного диска (жаркий кінець). Термоелектроди виготовляють з зазначених вище металів або сплавів. Термоелектроди виведені через канали ізолюючих бус на затискачі головки 3. До корпусів апаратів або трубопроводів термоелектропреобразователь зміцнюють штуцерами або фланцями.

Складність впровадження термоелектропреобразователей полягає в необхідності стабілізації температури їх вільних (холодних) кінців. Якщо температура прохолодних решт, т. Е. Температура навколишнього повітря, буде змінюватися, а температура, яка вимірюється в точці занурення жаркого кінця, залишається постійною, значення т. Е. д. з. теж будуть змінюватися. Нечутливості системи вимірювання до коливань температури прохолодних решт домагаються методом термостатирования прохолодних решт термоелектропреобразователя, електронної компенсацією температурних впливів в місці установки термоелектропреобразователя або електронною компенсацією температурних впливів в місці установки вторинного приладу.

На практиці в головному використовують останній метод, при якому сполучну лінію між термоелектропреобразователем і вторинним приладом монтують особливими компенсаційними проводами. Для кожного типу термоелектропреобразователя встановлена ​​певна марка компенсаційних проводів. При приєднанні прохолодних решт термоелектропреобразователя до компенсаційних проводів між кожним термоелектроди і проводом з`являється додаткова термопара. Матеріали компенсаційних проводів і метод їх підключення вибирають такими, щоб т. Е. д. з. кожної додаткової термопари були рівні між собою і включені зустрічно. В даному випадку сумарна т. Е. д. з. буде залежати тільки від різниці температур гарячого кінця термоелектропреобразователя і вільних кінців компенсаційних проводів, що підключаються на вхід вторинного приладу. У вторинному приладі встановлюють пристрій, який автоматично заносить поправку, в значення т. Е. д. з. залежно від температури, при якій знаходяться вільні кінці компенсаційних проводів всередині приладу. Манометричні термометри (ГОСТ 8624-80) використовують для вимірювання температури в зонах апаратів. Принцип їх дії заснований на залежності між температурою і тиском води або газу при незмінному обсязі. Вимірювальну систему термометра заповнюють рідиною або газом.

Термобалон 7 (рис. 3а) занурюють в середу, температуру якої визначатимуть. За допомогою капіляра 6 термобаллон 7 з`єднують з манометром 9. При зміні температури середовища, в яку занурений термобаллон, змінюється тиск заповнює систему води або газу. Через капіляр 6 це тиск підводиться до пружини 1 (рис. 3б), припаяної до корпусу 8. При підвищенні температури термобаллона 7 тиск заповнює систему газу зростає і під його дією розкручується манометрична пружина. При зменшенні температури пружина відповідно закручується. через тягу 4 переміщення кінця пружини передається на трібко-секторний механізм. На вісь 5 трібкі надіта стрілка 2, яка переміщається по шкалі пропорційно зміні тиску.

Література: Б. З. Барлас, В. І. Ільїн "Налагодження пристроїв і систем автоматизації."

Поділися в соціальних мережах:


Схожі