Termopāra temperatūras mērīšanas princips un tā pielietojums kaļķu krāsnīs

Termopāri ir rūpnieciski viens no visbiežāk izmantotajiem temperatūras noteikšanas komponentiem, tā priekšrocības ir: ① Augsta mērījumu precizitāte. Tā kā termopārs ir tiešā saskarē ar izmērīto objektu, vidējais vidējais mērījumu diapazons to neietekmē. Parasti lietoti termopāri var nepārtraukti izmērīt no -50 ~ {+1600 pakāpes, un daži īpaši termopāri var izmērīt tik zemu kā - 269 grādu (piemēram, zelta dzelzs niķeļa hroma termopārs), līdz +2800} grādam (piemēram, volgen renija termocuple) vienkāršai konstrukcijai un vienkāršai izmantošanai. 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.
1.1 Termopāra temperatūras mērīšanas pamatprincips
Metiniet divus dažādus vadītāju vai pusvadītāju A un B materiālus kopā, lai izveidotu slēgtu ķēdi. Ja starp diviem vadītāju A un B stiprinājuma punktiem ir temperatūras starpība, starp tiem tiek ģenerēts elektromotīva spēks, kā rezultātā ķēdes rašanās rodas noteikta lieluma strāva. Šī parādība prasa termoelektrisko efektu. Termopāri darbojas, izmantojot šo efektu.
1.2 Termopāru veidi un strukturālās formas
(1) Termopāru veidi
Parasti lietotus termopārus var iedalīt divās kategorijās: standartizētus termopārus un nestandartizētus termopārus. Standartizēti termopāri attiecas uz termopāriem, kas norādīti nacionālajos standartos attiecībā uz to attiecību starp termoelektrisko potenciālu un temperatūru, pieļaujamām kļūdām, un tiem ir vienota standarta skala. Noteiktu termopārus izmanto noteiktā diapazonā vai lielumā, salīdzinot ar standartizētiem termopāriem, parasti nav vienotas kalibrēšanas tabulas, ko galvenokārt izmanto mērījumiem noteiktos īpašos gadījumos,
(2) termopāra struktūras forma
Lai nodrošinātu drošu un stabilu termopāra darbību, tā strukturālās prasības ir šādas:
① Divu termoelektrisko elektrodu metināšanai, kas veido termopāru
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.
(3) Termopāra aukstā gala temperatūras kompensācija
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 vads kalpo tikai termoelektriskajam elektrodam, liekot termopāra aukstajam galam pāriet uz instrumenta spaili vadības telpā. Tas pats nevar novērst temperatūras izmaiņu ietekmi aukstā galā uz temperatūras mērīšanu, un tam nav kompensācijas efekta. Tāpēc ir vajadzīgas citas korekcijas metodes, lai kompensētu aukstā gala temperatūras izmaiņu ietekmi uz temperatūras mērīšanu.
Izmantojot termopāra kompensācijas vadus, jāpievērš uzmanība modeļa saskaņošanai, polaritāti nevar nepareizi savienot, un temperatūra savienojuma galā starp kompensācijas stiepli un termopāru nevar pārsniegt 100 grādu.
(4) Temperatūras mērīšanas instrumentu klasifikācija
Temperatūras mērīšanas instrumentus var iedalīt divās kategorijās, pamatojoties uz temperatūras mērīšanas metodēm: kontaktu un bezkontaktu. Vispārīgi runājot, kontakta temperatūras mērīšanas instrumenti ir salīdzinoši vienkārši, uzticami un ar augstu mērījumu precizitāti; Tomēr, ņemot vērā nepieciešamību pēc pietiekamas siltuma apmaiņas starp temperatūras mērīšanas elementu un izmērīto barotni, un nepieciešamību pēc noteikta laika, lai sasniegtu termisko līdzsvaru, temperatūras mērīšana kavējas. Tajā pašā laikā, pateicoties augstas temperatūras izturīgu materiālu ierobežojumiem, to nevar pielietot ļoti augstas temperatūras mērījumiem. Neatkaras instrumenta temperatūras mērīšana ir balstīta uz termiskā starojuma principu temperatūras mērīšanai. Temperatūras mērīšanas elementam nav jābūt saskarē ar izmērīto barotni, tam ir plašs temperatūras mērījumu diapazons, to neierobežo temperatūras mērīšanas augšējā robeža un tas nesabojā izmērītā objekta temperatūras lauku. Reakcijas ātrums parasti ir ātrs; Tomēr, ņemot vērā ārējos faktorus, piemēram, objekta, mērījumu attāluma, dūmu un ūdens tvaiku izstarojumu, mērīšanas kļūda ir salīdzinoši liela.
Divu termopāru pielietošana kaļķu krāsnīs
2.1. Nosacījumi, kas termopāriem jāatbilst, ja to lieto ar gāzi apdedzinātām kaļķiem
1) temperatūras raksturīgajai līknei jāatbilst nepieciešamajai mērīšanas temperatūras precizitātei;
2) izejas signālu ir viegli apstrādāt;
3) dreifēšanas un laika variācijas ir salīdzinoši mazas, un tām ir savstarpēji aizvietojamība;
4) nav jutīgs pret fiziskiem daudzumiem, izņemot temperatūru
5) mazs izmērs, viegli uzstādāms;
6) ir labas mehāniskās, ķīmiskās un radiācijas izturības īpašības;
7) drošs un netoksisks.
2.2 Kļūdas koeficienti un piesardzības pasākumi termopāra noteikšanai
1) ja sensora montāžas metode ir nepareiza, tā izraisīs sensora temperatūru atšķirīgu no izmērītās temperatūras;
2) pievērsiet uzmanību sensora maksimālajai darba temperatūrai un pieļaujamajai kļūdai;
3) pievērsiet uzmanību sensoru darba laikam;
4) Kompensācijas vadi un termopāru dzesēšana var izraisīt kļūdas;
5) Uzmanība jāpievērš arī testēšanas instrumentu kļūdām.
2.3 Termopāra lietošanas ietekme uz apkārtējo vidi
1) magnētiskais lauks
Termopāra materiālos var rasties strukturālas izmaiņas augsta spiediena vidē samazinātas atomu atstarpes dēļ, kā arī var rasties papildu spiediens temperatūras gradienta laukos. Augstsprieguma ierīces var izstrādāt pareizi un saprātīgi sakārtot siltu ķēdi mērīšanai, lai samazinātu tās ietekmi.
2) Kodol starojums
Termopāra materiāli, kas atrodas termisko neitronu starojumā, notiek izmaiņas termoelektriskajā enerģijā, pateicoties dažu elementu pārveidošanai nestabilos izotopos, kas pēc tam sadalās citos elementos. Tāpēc termopāra materiāli ar maziem neitronu šķērsgriezumiem un nav izvēlēti nestabili izotopi.