Aplikácia teplomeru termočlánku v vodnomerkovom inžinierstve

Termomety teplomerov patria k prístrojom na meranie teploty kontaktu. Meria teplotu založenú na princípe termoelektrického účinku, známeho tiež ako Seebeck Effect, a je bežne používaným prvkom merania teploty v prístrojoch na meranie teploty. Tento článok predstavuje hlavne aplikáciu teplomerov termočlánkov v vodnej energii pre referenciu čitateľov.

1. Základný princíp termočlánku
Termomety teplomerov patria k prístrojom na meranie teploty kontaktu. Meria teplotu založenú na princípe termoelektrického účinku, známeho tiež ako Seebeck Effect, a je bežne používaným prvkom merania teploty v prístrojoch na meranie teploty. Pripojte vodiče A a B rôznych materiálov do uzavretej slučky, s jedným koncom v kontakte s bodom merania teploty nazývaného merací koniec (alebo pracovný koniec) a druhý koniec nazývaný referenčný koniec (alebo voľný koniec). Ak teplota T a t {{0} na meraní konca a referenčný koniec sú rôzne, generuje sa termoelektrický potenciál eAB (t, t {{}}) medzi A a B v obvode, ktorý sa nazýva sevidbeck efekt alebo termoelektrický efekt. Veľkosť EAB sa mení s materiálom vodičov A a B, ako aj s teplotami T a T 0 na oboch koncoch. Tento typ obvodu sa nazýva prototypový termočlánok. V praktických aplikáciách sa jeden koniec A a B zvára ako merací koniec termočlánku a umiestnený na nameranej teplote T, zatiaľ čo referenčný koniec je oddelený a pripojený k zobrazovaciemu prístrojovi s drôtom a teplota T0 v kontaktnom bode referenčného konca je udržiavaná stabilná. Potenciál meraný pomocou nástroja Display sa líši iba s nameranou teplotou.
Ak je tretí kovový materiál pripojený k obvodu termočlánkov, pokiaľ je teplota dvoch kontaktov materiálu rovnaká, termoelektrický potenciál generovaný termočlánkom zostane nezmenený a nebude ovplyvnený spojením tretieho kovu k obvodu. Preto pri použití termočlánku na meranie teploty môže byť merací prístroj pripojený na meranie termoelektrického potenciálu a môže sa určiť teplota nameraného média.
Podľa vzťahu medzi termoelektrickým potenciálom a funkciou teploty. Môže byť vyrobený do kalibračnej tabuľky termočlánkov. Tabuľka promócie sa získa pod podmienkou voľnej koncovej teploty do stupňa =0. Rôzne termočlánky majú rôzne promócie.
Teoreticky môžu byť akékoľvek dva typy vodičov nakonfigurované do termočlánku, ale v skutočnosti nie všetky materiály môžu byť použité na výrobu termočlánku. Preto musí termoelektrický elektródový materiál spĺňať tieto požiadavky:
(1) Materiály termočlánku môžu vytvárať vysoký termoelektrický potenciál, keď sú vystavené teplote a vzťah medzi termoelektrickým potenciálom a teplotou je výhodne lineárny alebo približne lineárny vzťah s jednou hodnotou;
(2) Dokáže merať vysoké teploty a môže sa aplikovať na domácom trhu v širokom rozsahu teploty. Po dlhodobom použití zostávajú jeho fyzikálne a chemické vlastnosti, ako aj termoelektrické vlastnosti stabilné;
(3) od materiálu sa vyžaduje, aby mal nízky teplotný koeficient odporu, vysoký elektrický odpor, dobrú vodivosť a malú tepelnú kapacitu; Dobrá reprodukovateľnosť, vhodná pre hromadnú výrobu a výmenu a ľahko sa vyvinie zjednotená tabuľka klasifikácie;
(4) dobrý mechanický výkon a jednotný materiál;
(5) hojné zdroje a prijateľné ceny.
Aby sa zabezpečilo spoľahlivú a stabilnú prevádzku termočlánkov, sú potrebné nasledujúce požiadavky:
(1) Zváranie dvoch termoelektrických elektród, ktoré tvoria termočlánok, musí byť pevné a bezpečné;
(2) dve termoelektrické elektródy by mali byť navzájom dobre izolované, aby sa zabránilo skratom;
(3) Spojenie medzi kompenzačným drôtom a voľným koncom termočlánku by malo byť vhodné a spoľahlivé;
(4) Ochranný oblek by mal zabezpečiť dostatočnú izoláciu medzi termoelektrickou elektródou a škodlivými médiami. Medzi charakteristiky teplomerov termočlánkov patrí:
(1) Vysoká presnosť merania. Pretože termočlán je v priamom kontakte s nameraným objektom a nie je ovplyvnený medziprodukčným médiom.
(2) Široký rozsah merania. Bežne používané termočlánky dokážu nepretržite merať z stupňa -50 do {{}}, zatiaľ čo niektoré špeciálne termočlánky môžu merať teploty tak nízke ako {{}}} (ako napríklad chróm zlata) a vysoký ako {{{{{{ako napríklad Rhenium Rhenium).
(3) Jednoduchá konštrukcia a ľahko použiteľné. Termočlánky sa zvyčajne skladajú z dvoch rôznych typov kovových drôtov a nie sú obmedzené veľkosťou alebo otvorením. Majú na vonkajšej strane ochranné rukávy, vďaka čomu sú veľmi pohodlné. Termočlánok je prvok snímania teploty, ktorý môže prevádzať teplotné signály na signály termoelektrického potenciálu. Spolupráciou s elektrickými merací prístrojmi sa môže merať nameraná teplota.
2. Výber termoelektrického teplomeru
Bežne používané termočlánky sa dajú rozdeliť do dvoch kategórií: štandardné termočlánky a neštandardné termočlánky. Štandardný termočlán sa vzťahuje na termočlánok, ktorého termoelektrický potenciál a teplotný vzťah, povolená chyba a zjednotená štandardná stupnica sú uvedené v štandarde ***** a má k dispozícii zodpovedajúci zobrazovací prístroj na výber. Nonorizované termočlánky sa nepoužívajú tak široko alebo rovnaké ráme ako štandardizované termočlánky a vo všeobecnosti nemajú zjednotenú kalibračnú tabuľku. Používajú sa hlavne na merania v určitých osobitných príležitostiach. Štandardizované termočlánky sa vyrábajú podľa štandardov IEC ******. Značky divízie termočlánkov zahŕňajú hlavne S, R, B, N, K, E, J, T atď. Medzi nimi, S, R a B patria do drahých kovových termočlánkov, zatiaľ čo N, K, E, J a T patria k nízkonákladovým kovovým termočlánkom.
Charakteristiou Scale Scale je silný antioxidačný výkon, ktorý je vhodný na nepretržité použitie v oxidačnej a inertnej atmosfére, s dlhodobou teplotou použitia 1400 stupňov a krátkodobou teplotou použitia 1600 stupňov. Spomedzi všetkých termočlánkov je úroveň presnosti stupnice S * * * vysoká a zvyčajne sa používa ako štandardný termočlán;
V porovnaní s stupnicou S má stupnica R takmer rovnaký výkon, s výnimkou 15% zvýšenia termoelektrického potenciálu;
Znak Division B má pri teplote miestnosti veľmi malý termoelektrický potenciál, takže kompenzačné vodiče vo všeobecnosti nie sú počas merania potrebné. Jeho dlhodobá teplota využitia je 1600 stupňov a jej krátkodobá teplota využívania je 1800 stupňov. Môže sa použiť v oxidačnej alebo neutrálnej atmosfére, ako aj na krátkodobé použitie za vákuových podmienok.
Charakteristiky stupnice N sú silní vysokoteplotný oxidačný odpor pri 1300 stupňov, dobrá dlhodobá stabilita termoelektrického potenciálu a reprodukovateľnosť krátkodobých tepelných cyklov a dobrá odolnosť voči jadrovému ožarovaniu a nízkej teplote. Môže čiastočne nahradiť termočlánok Scale Scale;
Charakteristikou stupnice K je silný antioxidačný výkon, ktorý je vhodný na nepretržité použitie v oxidačnej a inertnej atmosfére, s dlhodobou teplotou 1 000 stupňov a krátkodobou teplotou použitia 1200 stupňov. Široko používané vo všetkých termočlánkoch;
Charakteristikou značky E-divízie je, že má medzi bežne používanými termočlánkami veľký termoelektrický potenciál a vysokú citlivosť. Vhodný na nepretržité použitie v oxidačnej a inertnej atmosfére s teplotným rozsahom 0-800 stupňa;
Charakteristikou známky delenia J je, že sa môže použiť v oxidačnej atmosfére (s horným teplotným limitom 750 stupňov) a redukciou atmosféry (s horným teplotným limitom 950 stupňov) a je odolná voči korózii plynu H2 a CO. Bežne sa používa v rafinácii a chemickom priemysle;
Charakteristikou T-rozsahu je, že má najvyššiu úroveň presnosti medzi všetkými lacnými kovovými termočlánkami a zvyčajne sa používa na meranie teploty pod 300 stupňov.
Vzhľadom na skutočnosť, že materiály termočlánkov sú všeobecne drahé (najmä pri používaní drahých kovov), a vzdialenosť medzi teplotným meraním bodu a prístrojom je ďaleko, aby sa ušetrili termočlánkové materiály a znížili náklady, kompenzačné vodiče sa zvyčajne používajú na predĺženie chladného konca (voľný koniec) termočlánku do teplotnej riadiacej miestnosti a ich pripájajú k nástrojovým terminálom. Malo by sa zdôrazniť, že funkcia kompenzačného drôtu termočlánkov je len predĺženie termoelektrickej elektródy a presunutie studeného konca termočlánku k terminálu prístroja v kontrolnej miestnosti. Nemôže eliminovať vplyv zmien teploty na konci chladu na meranie teploty a nemá kompenzačný účinok. Preto je potrebné použiť ďalšie korekčné metódy na kompenzáciu vplyvu teploty chladného konca T {{0}} ≠ 0 stupňa merania teploty.
Pri použití kompenzačných vodičov termočlánkov je dôležité zabezpečiť, aby sa model zhodoval a polarita nie je nesprávne pripojená. Teplota na konci pripojenia medzi kompenzačným drôtom a termočlánkom by nemala prekročiť 100 stupňov. Model kompenzátora teploty studeného spojenia by sa mal zhodovať s modelom termočlánku a mal by sa používať v rámci určeného teplotného rozsahu; Pri pripojení kompenzátora teploty studeného spojenia s termočlánkom by sa polarita nemala nesprávne pripojiť; Upravte východiskový bod prístroja na základe rovnovážnej teploty kompenzátora tak, aby ukazovateľ označil teplotu v rovnovážnom bode; Zobraziť nástroje s automatickými kompenzačnými mechanizmami nemajú nainštalované kompenzátory; Kompenzátory musia byť pravidelne kontrolované a kalibrované.
Termočlánkové teplomery majú širokú škálu aplikácií v priemyselnej výrobe. Výber termočlánkov by mal byť najprv založený na hornej hranici nameranej teploty a mal by sa vykonať správny výber termočlánkových elektród a ochranných rukávov; Vyberte špecifikácie a rozmery termočlánku na základe štruktúry a charakteristík inštalácie testovaného objektu. Termočlánky možno podľa ich štrukturálnej formy klasifikovať do bežného priemyselného typu, obrneného typu a špeciálneho typu.