Реферат

3. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТЕРМОМЕТРЫ 

Для измерения температуры в металлургии наиболее широкое распространение получили термоэлектрические термометры, работающие в интервале температур от -200 до +2500 ⁰C и выше. Данный тип устройств характеризует высокая точность и надежность, возможность использования в системах автоматического контроля и регулирования параметра, в значительной мере определяющего ход технологического процесса в металлургических агрегатах.

Сущность термоэлектрического метода заключается в возникновении ЭДС в проводнике, концы которого имеют различную температуру. Для того, чтобы измерить возникшую ЭДС, ее сравнивают с ЭДС другого проводника, образующего с первым термоэлектрическую пару AB (рис. 1), в цепи которой потечет ток.

Результирующая термо-ЭДС цепи, состоящей из двух разных проводников A и B (однородных по длине), равна

или

     (1)

где  и  - разности потенциалов проводников A и B соответственно при температурах t₂ и t₁, мВ.

Термо-ЭДС данной пары зависит только от температуры t₁ и t₂ и не зависит от размеров термоэлектродов (длины, диаметра), величин теплопроводности и удельного электросопротивления.

Для увеличения чувствительности термоэлектрического метода измерения температуры в ряде случаев применяют термобатарею: несколько последовательно включенных термопар, рабочие концы которых находятся при температуре t₂, свободные при известной и постоянной температуре t₁.

Устройство термоэлектрических термометров

Термоэлектрический термометр (ТТ) – это измерительный преобразователь, чувствительный элемент которого (термопара) расположен в специальной защитной арматуре, обеспечивающий защиту термоэлектродов от механических повреждений и воздействия измеряемой среды. На (рис. 4) показана конструкция технического ТТ. Арматура включает защитный чехол 1, гладкий или с неподвижным штуцером 2, и головку 3, внутри которой расположено контактное устройство 4 с зажимами для соединения термоэлектродов 5 с проводами, идущими от измерительного прибора к термометру. Термоэлектроды по всей длине изолированы друг от друга и от защитной арматуры керамическими трубками (бусами) 6.

Защитные чехлы выполняются из газонепроницаемых материалов, выдерживающих высокие температуры и агрессивное воздействие среды. При температурах до 1000⁰С применяют металлические чехлы из углеродистой или нержавеющей стали, при более высоких температурах – керамические: фарфоровые, карбофраксовые, алундовые, из диборида циркония и т. п.

В качестве термоэлектродов используется проволока диаметром 0.5 мм (благородные металлы) и до 3 мм (неблагородные металлы). Спай на рабочем конце 7 термопары образуется сваркой, пайкой или скручиванием. Последний способ используется для вольфрам-рениевых и вольфрам-молибденовых термопар.

Термоэлектрические термометры выпускаются двух типов: погружаемые, поверхностные. Промышленность изготавливает устройства различных модификаций, отличающихся по назначению и условиям эксплуатации, по материалу защитного чехла, по способу установки термометра в точке измерения, по герметичности и защищенности от действия измеряемой среды, по устойчивости к механическим воздействиям, по степени тепловой инерционности и т. п.

Стандартные и нестандартные термоэлектрические термометры

Для измерения наиболее широко применяются ТТ со стандартной градуировкой: платинородий-платиновые (ТПП), платинородий-платинородиевые (ТПР), хромель-алюмелевые (ТХА), хромель-капелевые (ТХК), вольфрамрений-вольфрамрениевые (ТВР). В ряде случаев используют также ТТ с нестандартной градуировкой: медь-константановые, вольфрам-молибденовые (ТВР) и др. На (рис. 5) приведены градуировочные кривые ряда термопар.

В условиях длительной эксплуатации при высоких температурах и агрессивном воздействии сред появляется нестабильность градуировочной характеристики, которая является следствием ряда причин: загрязнения материалов термоэлектродов примесями из защитных чехлов, керамических изоляторов и атмосферы печи; испарения одного из компонентов сплава; взаимной диффузии через спай. Величина отклонения может быть значительной и резко увеличивается с ростом температуры и длительностью эксплуатации. Указанные обстоятельства необходимо учитывать при оценке точности измерения температуры в производственных условиях.

4. Датчик - реле температуры камерный биметаллический типа ДТКБ ТУ 25.02.888-75 ОКП 421898 

Датчик-реле температуры камерный биметаллический типа ДТКБ предназначен для двухпозиционного регулирования температуры в камерах с неагрессивной газообразной средой при отсутствии магнитных электрических полей, действующих на магниты прибора.

ДТКБ применяется как в промышленности, так и в быту для автоматического регулирования температуры в системмах отопления и кондиционирования воздуха в различных произаодственных, жилих, складских помещениях, електронных устройствах в приьоростроении, овощехранилищах, теплицах, гаражах, инкубаторах, холодильных камерах и т.д.

Технические данные датчиков ДТКБ:

1. Зона нечувствительности датчика ДТКБ (дифференциал) от 2 до 8 oС. Конкретное значение зоны нечувствительности указывается в заказ-наряде. В случае отсутствия указания, прибор изготавливается с зоной нечувствительности от 2 до 4°С по всей шкале.

2. Основная допускаемая погрешность датчика ДТКБ для всех модификация не превышает значений:

а) на средней отметке шкалы +1,0°С;

б) на крайних отметках шкалы +2,5°С.

В случае изготовления приборов с фиксированной настройкой, погрешность срабатывания на крайних точках не регламентируется.

3. Постоянная времени теплового выравнивания ДТКБ прибора не более 25 минут для спокойного воздуха.

4. Разрывная мощность контактов датчика ДТКБ не менее:

а) 50 Вт при напряжении 127 В постоянного тока;

б) 50 ВА при напряжении 220 В переменного тока и индуктивной

нагрузке

5. Электрическая изоляция датчиков ДТКБ выдерживает в течение одной минуты при температуре окружающего воздуха %+:5°С и относительной влажности не более 80% напряжение ЭДОО В переменного тока частотой

50 Гц.

6. Сопротивление изоляции электрических цепей датчиков ДТКБ между собой и относительно корпуса соответствует:

а) при температуре окружающего воздуха 20 + 5 oС в относительной влажности не более 80% - не менее 20 МОм;

б) при повышенной влажности 95% и температуре плюс 35°С - не менее 2 МОм.

7. Датчики ДТКБ работоспособны в условиях относительной  влажности окружающей среды 30-80%

8. Масса прибора не более 0,3 кг.

9. Срок службы датчика ДТКБ не менее 8 лет.

Порядок установки датчика ДТКБ:

Датчик ДТКБ устанавливается на высоте 1.5 -1,8 м от пола в местах, не подвергающихся непосредственному воздействию источников тепла или холода.

Циркуляция воздуха около датчика ДТКБ должна быть свободной. Предохранять прибор от попадания  внутрь его металлической стружки.

Крепление датчика ДТКБ к стене производится четырьмя винтами МЗ х 22-58026.

Провода цепи управления подключаются к выводам "I" и "2", а заземление датчика ДТКБ осуществляется подсоединением к выводу "3".

Подготовка к работе датчика ДТКБ:

Перед включением датчиков ДТКБ в работу необходимо убедиться в правильности монтажа, наличия заземления.

Для застройки датчика ДТКБ на заданную температуру регулирования необходимо:

а) вывернуть на 1-2 оборота винт фиксации шкалы;

б) вращением шкалы установить необходимое значение регулируемой температуры

в) зафиксировать винтом МЗ положение шкалы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

Анализ данного материала позволяет сделать вывод о все более широком использовании в системах регулирования термоэлектрических датчиков температуры, разнообразие которых позволяет решить множество сложных задач.

Появившиеся в последнее время датчики типа ДТКБ позволяют во многих специфических случаях заменить традиционные термоэлектрические датчики и тем самым увеличить диапазон измеряемых температур, удешевить измерения и повысить надежность систем.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Гордов А.Н., Жагулло О.М., Иванова А.Г. Основы температурных измерений. М.: Энергоатомиздат, 1992.

2. Датчики теплофизических и механических параметров. Справочник, т.1, кн.1/ Под общ.ред. Коптева Ю.Н., под ред. Багдатьева Е.Е.,

3. Суханова Н.Н., Суханов В.И., Юровский А.Я. Полупроводниковые термопреобразователи с расширенным диапазоном рабочих температур.

4. Трофимов Н.А., Лаппо В.В. Измерение параметров теплофизических процессов в ядерной энергетике.- М.: Атомиздат, 1979.

5. Федотов Я.А. Основы физики полупроводниковых приборов. М.:

Сов.радио, 1969.