Termopāra termometra pielietošana hidroenerģijas inženierijā

Termopāra termometri pieder pie kontakta temperatūras mērīšanas instrumentiem. Tas mēra temperatūru, pamatojoties uz termoelektriskā efekta principu, kas pazīstams arī kā Seebeka efekts, un tas ir parasti lietots temperatūras mērīšanas elements temperatūras mērīšanas instrumentos. Šis raksts galvenokārt iepazīstina ar termopāra termometru pielietojumu hidroenerģijas inženierijā lasītāju atsaucei.

1. Termopāra pamatprincips
Termopāra termometri pieder pie kontakta temperatūras mērīšanas instrumentiem. Tas mēra temperatūru, pamatojoties uz termoelektriskā efekta principu, kas pazīstams arī kā Seebeka efekts, un tas ir parasti lietots temperatūras mērīšanas elements temperatūras mērīšanas instrumentos. Savienojiet dažādu materiālu A un B vadītājus slēgtā cilpā ar vienu galu saskarē ar temperatūras mērīšanas punktu, ko sauc par mērīšanas galu (vai darba galu), bet otru galu sauc par atsauces galu (vai brīvo galu). Ja temperatūra T un T {{0}} mērīšanas galā un atsauces gals ir atšķirīgs, starp A un B ķēdē tiek ģenerēts termoelektriskais potenciāls EAB (T, T 0), ko sauc par Seebeka efektu vai termoelektrisko efektu. EAB lielums mainās atkarībā no vadītāju A un B materiāla, kā arī temperatūra T un T 0 abos galos. Šāda veida shēmu sauc par prototipa termopāru. Praktiskos pielietojumos viens A un B gals tiek sametināts kopā kā termopāra mērīšanas gals un novietots izmērītajā temperatūrā T, bet atsauces gals ir atdalīts un savienots ar displeja instrumentu ar vadu, un temperatūra T0 atsauces gala kontaktpunktā tiek saglabāta stabila. Potenciāls, ko mēra ar displeja instrumentu, mainās tikai atkarībā no izmērītās temperatūras.
Kad trešais metāla materiāls ir savienots ar termopāra ķēdi, ja vien abu materiāla kontaktu temperatūra ir vienāda, termopāres radītais termoelektriskais potenciāls paliks nemainīgs un to neietekmēs trešā metāla savienojums ar ķēdi. Tāpēc, lietojot termopāru temperatūras mērīšanai, termoelektriskā potenciāla izmērīšanai var savienot mērīšanas instrumentu un noteikt izmērītās barotnes temperatūru.
Saskaņā ar attiecību starp termoelektrisko potenciālu un temperatūras funkciju. Var izgatavot termopāra kalibrēšanas tabulā. Izlaiduma tabulu iegūst brīva gala temperatūras stāvoklī līdz =0 grādam. Dažādiem termopāriem ir dažādas izlaiduma tabulas.
Teorētiski jebkuru divu veidu vadītāju veidus var konfigurēt termopārā, bet patiesībā ne visus materiālus var izmantot termopāra izgatavošanai. Tāpēc termoelektriskā elektrodu materiālam jāatbilst šādām prasībām:
(1) Termopāra materiāli var radīt augstu termoelektrisko potenciālu, ja tie ir pakļauti temperatūrai, un attiecība starp termoelektrisko potenciālu un temperatūru ir vēlams lineāra vai aptuveni lineāra vienas vērtības funkcijas attiecība;
(2) Tas var izmērīt augstu temperatūru un izmantot vietējā mērogā plašā temperatūras diapazonā. Pēc ilgstošas ​​lietošanas tā fizikālās un ķīmiskās īpašības, kā arī termoelektriskās īpašības joprojām ir stabilas;
(3) Materiālam ir nepieciešams zemas temperatūras pretestības koeficients, augsta elektriskā pretestība, laba vadītspēja un neliela siltuma spēja; Laba reproducējamība, ērta masveida ražošanai un apmaiņai, kā arī viegli izstrādājama vienota vērtēšanas galda izstrāde;
(4) laba mehāniskā veiktspēja un vienmērīgs materiāls;
(5) bagātīgi resursi un pieņemamas cenas.
Lai nodrošinātu drošu un stabilu termopāru darbību, ir vajadzīgas šādas prasības:
(1) divu termopāres termopāram, kas veido termopāru, metināšanai jābūt stingrai un drošai;
(2) Diviem termoelektriskajiem elektrodiem jābūt labi izolētiem viens no otra, lai novērstu īsās ķēdes;
(3) savienojumam starp kompensējošo vadu un termopāra brīvo galu jābūt ērtam un uzticamam;
(4) Aizsardzības piedurknei būtu jānodrošina pietiekama izolācija starp termoelektrisko elektrodu un kaitīgu barotni. Termopāra termometru raksturlielumi ietver:
(1) Augsta mērījumu precizitāte. Tā kā termopārs atrodas tiešā saskarē ar izmērīto objektu un vidējais barotne to neietekmē.
(2) Plašs mērījumu diapazons. Parasti izmantotie termopāri var nepārtraukti izmērīt no -50 uz +1600 pakāpi, savukārt daži īpaši termopāri var izmērīt tik zemu temperatūru kā -269 grādu (piemēram, zelta dzelzs niķeļa hroms) un tikpat augstu kā +2800 grādu (piemēram, volgen rhenium).
(3) Vienkārša konstrukcija un ērti lietojama. Termopāri parasti sastāv no diviem dažādiem metāla vadu veidiem, un tos neierobežo lielums vai atvere. Viņiem ir aizsargājošas piedurknes no ārpuses, padarot tās ļoti ērti lietojamas. Termopārs ir temperatūras noteikšanas elements, kas var pārveidot temperatūras signālus termoelektriskos potenciālos signālos. Sadarbojoties ar elektriskajiem mērīšanas instrumentiem, izmērīto temperatūru var izmērīt.
2. Termoelektriskā termometra izvēle
Parasti lietotus termopārus var iedalīt divās kategorijās: standarta termopāros un nestandarta termopāros. Standarta termopārs attiecas uz termopāru, kura termoelektriskais potenciāls un temperatūras attiecība, pieļaujamā kļūda un vienotā standarta skala ir norādīti ***** standartā, un tam ir atbilstošs displeja instruments, kas pieejams atlasei. Nestandartizēti termopāri nav tik plaši izmantoti vai tādā pašā lielumā kā standartizēti termopāri, un parasti tiem nav vienotas kalibrēšanas tabulas. Tos galvenokārt izmanto mērījumiem noteiktos īpašos gadījumos. Standartizēti termopāri tiek ražoti atbilstoši IEC ****** standartiem. Termopāru divīzijas zīmes galvenokārt ietver S, R, B, N, K, E, J, T utt. Starp tiem, S, R un B pieder dārgmetālu termopāriem, kamēr N, K, E, J un T pieder zemu izmaksu metāla termopāriem.
Skalas īpašība ir spēcīga antioksidantu veiktspēja, kas piemērota nepārtrauktai lietošanai oksidējošā un inertā atmosfērā, ar ilgtermiņa lietošanas temperatūru 1400 grādu un īslaicīgas lietošanas temperatūru 1600 grādos. Starp visiem termopāriem S skalas atzīmes precizitātes līmenis ir * * augsts un parasti tiek izmantots kā standarta termopārs;
Salīdzinot ar S skalu, R skalai ir gandrīz identiska veiktspēja, izņemot termoelektriskā potenciāla palielināšanos par 15%;
B dalīšanas zīmei istabas temperatūrā ir ļoti mazs termoelektriskais potenciāls, tāpēc kompensācijas vadi parasti nav nepieciešami mērīšanas laikā. Tā ilgtermiņa lietošanas temperatūra ir 1600 grādu, un īstermiņa lietošanas temperatūra ir 1800 grādi. To var izmantot oksidēšanā vai neitrālā atmosfērā, kā arī īstermiņa lietošanai vakuuma apstākļos.
N skalas raksturlielumi ir spēcīga augstas temperatūras pretestība oksidācijā 1300 grādos, laba termoelektriskā potenciāla ilgtermiņa stabilitāte un īstermiņa termisko ciklu reproducējamība, kā arī laba izturība pret kodola apstarošanu un zemu temperatūru. Tas var daļēji aizstāt S skalas termopāru;
K mēroga raksturlielums ir spēcīga antioksidanta veiktspēja, kas piemērota nepārtrauktai lietošanai oksidējošā un inertā atmosfērā, ar ilgtermiņa lietošanas temperatūru 1000 grādu un īslaicīgas lietošanas temperatūru 1200 grādos. Plaši izmanto visos termopāros;
E-dalīšanas atzīmes raksturlielums ir tāds, ka tai ir liels termoelektriskais potenciāls un augsta jutība starp parasti lietotajiem termopāriem. Piemērots nepārtrauktai lietošanai oksidējošā un inertā atmosfērā ar temperatūras diapazonu 0-800 grādu;
J dalījuma zīmes raksturlielums ir tāds, ka to var izmantot gan oksidējošā atmosfērā (ar augšējo temperatūras robežu 750 grādos), gan samazinot atmosfēru (ar augšējo temperatūras robežu 950 grādu), un tā ir izturīga pret H2 un CO gāzes koroziju. To parasti izmanto rafinēšanas un ķīmiskās rūpniecības nozarēs;
T-skalas raksturlielums ir tāds, ka tam ir visaugstākais precizitātes līmenis starp visiem lētajiem metāla termopāriem, un to parasti izmanto, lai izmērītu temperatūru zem 300 grādiem.
Sakarā ar to, ka termopāru materiāli parasti ir dārgi (it īpaši, ja tiek izmantoti dārgmetāli), un attālums starp temperatūras mērīšanas punktu un instrumentu ir tālu, lai ietaupītu termopāra materiālus un samazinātu izmaksas, kompensācijas vadus parasti izmanto, lai paplašinātu auksto galu (brīvo galu) termopāram līdz temperatūras stabilai kontrolei un savienot to ar instrumentu termināliem. Jāuzsver, ka termopāra kompensācijas stieples funkcija ir tikai pagarināt termoelektrisko elektrodu un pārvietot termopāra auksto galu uz instrumenta spaili vadības telpā. Tas nevar novērst temperatūras izmaiņu ietekmi aukstā gala temperatūras mērīšanā, un tam nav kompensācijas efekta. Tāpēc, lai kompensētu aukstā gala temperatūras triecienu t {{{0}} ≠ 0 pakāpes temperatūras mērīšanai, ir jāizmanto citas korekcijas metodes.
Izmantojot termopāra kompensācijas vadus, ir svarīgi nodrošināt, ka modelis sakrīt un polaritāte nav savienota nepareizi. Temperatūra savienojuma galā starp kompensācijas vadu un termopāriem nedrīkst pārsniegt 100 grādus. Aukstās krustojuma temperatūras kompensatora modelim jāatbilst termopāra modelim un jāizmanto norādītajā temperatūras diapazonā; Pievienojot aukstās krustojuma temperatūras kompensatoru ar termopāru, polaritāti nevajadzētu savienot nepareizi; Pielāgojiet instrumenta sākumpunktu, pamatojoties uz kompensatora līdzsvara temperatūru, lai rādītājs norādītu temperatūru līdzsvara vietā; Displeja instrumenti ar automātiskiem kompensācijas mehānismiem nav instalēti kompensatori; Kompensatori regulāri jāpārbauda un jākalibrē.
Termopāra termometriem ir plašs lietojumu klāsts rūpnieciskajā ražošanā. Termopāru atlasei vispirms jābalstās uz izmērītās temperatūras augšējo robežu, un jāizdara pareiza termopāra elektrodu un aizsargājošo piedurkņu izvēle; Atlasiet termopāra specifikācijas un izmērus, pamatojoties uz pārbaudītā objekta struktūru un uzstādīšanas raksturlielumiem. Termopārus var klasificēt parastajā industriālā tipā, bruņotajā tipā un īpašā tipā atbilstoši to strukturālajai formai.