Măsurarea termocuplu și termocuplu gradarea

Termoparaskhema Figura 1: A, B - diverse conductori, T și T + dT - temperatura de joncțiune

Aspectul simplistă de Teds din metale și aliaje pot fi explicate pe baza teoriei gazului de electroni P. Drude. În modelul propus de P. Drude, metal considerat ca o structură de atomi, în orbitalii externi care valență electronii sunt slab legate de forța electromagnetică cu nucleul atomic. electroni de valență pot fi considerate ca fiind particule libere, deoarece acestea se pot deplasa cu ușurință de la un atom la altul. Acești electroni din metale denumite electroni de conducție. Sistemul de electroni liberi în absența influențelor externe este în echilibru. Viteza medie a sistemului de echilibru de electroni este egal cu zero, cu toate că fiecare dintre energia electronilor și are o viteză finită proporțională cu temperatura locală a metalului.

Când temperatura se modifică de-a lungul sistemului conductor de electroni se abate de la starea de echilibru. Viteza medie de electroni în zona capătului fierbinte al conductorului devine diferit de zero, iar vectorul viteză îndreptat spre regiunea de temperatură mai joasă. Deoarece electronii sunt purtătorii de sarcină, prezența această viteză va provoca un curent electric. Dar circuitul electric este deschis, și, prin urmare, curent electric există numai atâta timp cât regiunea mai rece nu se acumulează taxa este suficientă pentru a crea un câmp electric de retardare. Acest câmp contracarează acumulare suplimentară de încărcare și exact compensează efectul gradientului temperaturii asupra vitezei medii a electronilor. Când se ajunge la o nouă stare de echilibru, curentul electric în circuitul dispare.

Astfel, atunci când un gradient de temperatură în conductorul, un câmp electric îndreptat spre gradientul de temperatură. Diferența în numărul de electroni în capetele conductoare și curentul în circuit să existe atâta timp cât există un gradient de temperatură. Prin urmare, gradientul potențial al câmpului electric fiind de fapt Teds, nu poate avea loc fără un gradient de temperatură. Acesta este mecanismul de bază al apariției Teds care nazyvaetsyadiffuzionnoy Teds componente. Ea predomină în metale pure, la temperaturi peste temperatura Debye, și este o Teds majore componente care apar în întreaga gamă de temperaturi de aplicare pentru aliajele care conțin un procent câteva din elementele de aliere.

Dimensiunea EA Teds (T). care apare pe o porțiune omogenă a conductorului A, definit ca:

în cazul în care SA (T) - sensibilitatea locală a porțiunii de conductor.
Din expresia (1) care:

Ecuația (2) exprimă un coeficient absolut Seebeck al zonei locale - caracteristica fizică a oricărui material conductor electric, care nu depinde de prezența altor materiale în lanț.

Dependența de temperatură termocuplu Teds constând din thermoelectrodes izotrope apare în formă integrală:

SEEBECK perechi Coeficientul de conductor AB SAB este diferența dintre coeficienții Seebeck ai materialului A și materialul B:

Seebeck coeficientul SAB. EAB ce caracterizează schimbarea în funcție de temperatură, de asemenea, numit Teds coeficient, Teds termocuplu diferențiale sau sensibilitate. Pentru cele mai multe metale, aliaje perechi SAB si are ordinul 10-5-10-4 V / K.

În practică, electrozii termocupluri la porțiuni diferite ale lungimii sale au diferite coeficient Teds. Aceasta este o manifestare a eterogenității proprietăților fizice ale materialelor și aliajelor reale, datorită fluctuațiilor în compoziția și structura a fost numită inhomogeneity termoelectric (RTE). Context sârmă încălzitor termocuplu are loc în timpul fabricării acestuia, se dezvoltă în procesul de fabricație și de termocuplu este de obicei fluctuații mici Teds. La un moment dat termocupluri evacuare thermoelectrodes incalzitor este superpoziția neregularităților originale și neomogenitățile în operațiunea în curs de dezvoltare din cauza unui număr de motive: modificarea compoziției aliajului datorită oxidării selective, evaporare sau compus de legare în elementele individuale ale aliajului; Elementele de absorbție din exterior, în cooperare cu materialul izolant și mediul; recristalizare, creșterea cerealelor; transformare în stare solidă (prin care se dispune descompunerea soluției solide). Eterogenitatea poate avea loc în orice moment, în timpul utilizării unui termocuplu.

Orice thermoelectrodes neomogene poate fi considerată ca un lanț de mai multe porțiuni omogene la nivel local de lungime arbitrară și o temperatură predeterminată la capete. În acest caz, tensiunea care apare la capetele termocuplului, - Teds este suma tuturor zonelor cu temperaturi diferite la capete (vezi formula 3.). În zonele cu temperatură constantă, nu Teds generat.

Se poate argumenta că termocuplu este plasat în cuptor la o adâncime mai mare decât cel de verificare, va depune mărturie mai aproape de adevăr, iar rezultatul verificării nu pot fi luate în considerare într-un amendament la indicațiile sale. Mai ales deoarece nu se poate utiliza termocuplu utilizat anterior la o adâncime de imersiune la temperatura la care a fost efectuat de calibrare.

Calibrarea termocuplurilor

În conformitate cu Standardul IEC 60574 8.585 și calibrarea termocupluri sunt cod litere K, J, N, T, S, R, B, în funcție de compoziția chimică thermoelectrodes. Tabelul următor rezumă calibrarea termocuplelor notație, intervalul în care normalizat Nsh calibrare termocuple fiecare tip și culoare de marcare fire de extensie termocuplu.

cablu termocuplu

În producția noastră, „PC“ Tezeu „foloseste termocuplu cablu. Este un tub metalic flexibil cu plasat în interiorul una, două sau trei perechi de thermoelectrodes aranjate paralel unul cu altul. Spațiul din jurul thermoelectrodes umplut de izolare compactate minerale fine. Thermoelectrodes termocupluri cablu din perechi față de lucru sunt sudate împreună pentru a forma una, două sau trei joncțiune de lucru. lucrul capăt conectat prin sudură sau are o joncțiune deschisă. capetele libere ale t rmoelektrodov conectat la bornele capului senzorului de temperatură sau lungește fire. înaltă densitate izolației termocuplu cablu permite înfășurați-l pe un cilindru de rază egală cu de cinci ori diametrul cablului, fără a modifica specificațiile termocuplului. De exemplu, diametrul termocuplu 3 mm poate NAVIT țeavă 30 mm diametru. In acest circuit nu are loc între electrozi sau o teacă. izolație de încredere, datorită tehnicilor de fabricație cablu de ter-moparnogo. Oxidul de magneziu sau aluminiu, cu granule de presare uscate produse pe două canale, în care este introdus thermoelectrodes, ansamblul este plasat într-un tub de aproximativ 20 mm în diametru și în mod repetat, trasă printr-o duză de filare, desen, recoacere intermediară într-un atom de hidrogen sau argon.

Principalele avantaje ale termocuplurilor de cablu.

• gamă largă de temperaturi de funcționare. Este temperatura ridicată a senzorilor de contact;
• indice scăzut de inerție termică, ceea ce permite să le folosească pentru înregistrarea proceselor rapide;
• versatilitate pentru diferite condiții de funcționare, o bună prelucrabilitate, un consum redus de material;
• capacitatea de a rezista la presiuni mari de operare;
• producția bazată pe aceste termocuple în capace de protecție de design modular care asigură o protecție suplimentară din thermoelectrodes impact fluid de lucru și crearea posibilității de înlocuire rapidă a senzorului de temperatură.

un cablu de termocuplu pe bază de senzori de temperatură configurat este ușor de operat, se konstruktsiyapozvolyaet monta cablul flexibil în locuri greu accesibile, în canale de cabluri, lungimea TA poate ajunge la câteva sute de metri. Termocuplele pot fi sudate, brazate sau presat pe o suprafață pentru a măsura temperatura.

Alegerea termocupluri din metale comune

• sub zero - tip T
• temperatura camerei - de tip K, T
• la 300 ° C - Tip K
• 300-600 ° C - Type N
• peste 600 ° C - N sau de tip K

Capătul de lucru al termocuplului este cufundat într-un mediu a cărui temperatură trebuie măsurată. Capetele libere sunt conectate la dispozitivul secundar. Pentru a conecta termocuplul la modulul de intrare cu ajutorul sârmă special termocuplu, realizat din același material ca termocuplu în sine. În acest scop, este posibil să se utilizeze sârmă convențională de cupru, dar în acest caz necesită distanță temperatura de joncțiune de referință senzor, care trebuie să măsoare temperatura la punctul de contact al termocuplului cu fire de cupru.

Figura 4. Schema conexiunilor termocuplu

Terminale de cablare cap termocuplu pentru unul (Figura 5) și două perechi (Fig.6) thermoelectrodes.

Extended incertitudinea de măsurare UT este determinată de formulele:

atunci când este măsurată cu calibrare termocupluri individuale

atunci când sunt măsurate prin termocupluri fără calibrare individuală.

Stabilitatea termocupluri

Numeroase studii au demonstrat o stabilitate mai mare a TP cablu comparativ cu sârmă convențională. Astfel, modificarea citirilor cablului termocupluri tip HC de 4 mm diametru (electrod cu diametrul de 0,85 mm), la 425 ± 10 ° C timp de 10.000 de ore nu este mai mare de 0,5 ° C, și după 25.000 de ore de + 1,15 ° C, în timp ce pentru sârmă ajunge la 1 ° C timp de 10000 ore.

Testele comparative de tip termocuple HA a arătat că modificarea termoelectrică. Diametrul exterior al cablului termocuplu de 3 mm (diametru thermoelectrodes 0,65 mm), la 800 ° C timp de 10.000 de ore este de aproximativ 2,5 ° C, în timp ce cu un termocuplu convențional TXA thermoelectrodes 3,2 mm se atinge 3 ° C și la un diametru electrozi depășește 0,7 mm 200-250 mV (5-6 ° C), în aceleași condiții.

Schimbarea FME termice. termocuplu cablu cu manta din aliaje de înaltă nichel la 980 ° C, este de asemenea mai mică decât jumătate din cea a unui termocuplu normal de la aceeași temperatură, timp de 5000 ore. Indicațiile de schimbare termocuplu cu sârmă electrozi TXA 3,2 mm diametru ajunge la 11 ° C timp de 1000 ore la o temperatură de 1093 ° C și la 1200 ° C. - 12,5 ° C, timp de 200 de ore de stabilitate crescută prin cablu termocuplu thermoelectrodes explică dificultatea de oxidare din cauza cantității limitate de oxigen din interiorul cablului, precum și protecție suplimentară din coajă de metal expunerea mediului de lucru thermoelectrodes și oxid de magneziu.

Schimbarea FME termice. Cablu termocuplu: MLC-HA (1) și HA termocuplu în varianta normală (2), la 800 ° C, Diametru electrod - 0,7 mm

Schimbarea FME termice. termocuplu kabeleyKTMS-XA după încălzire în aer la 800 ° în Figura S.Tsifry - cabluri diametru, mm

Precizie Termocuplu produs „PC“ Tezeu“.

Tip senzor de temperatură

Gama Izmereniy1, ° C

Indicatori de fiabilitate termocuplurilor.

Fiabilitate - proprietatea magazinului obiect a lungul timpului în valorile stabilite ale parametrilor ce caracterizează capacitatea de a îndeplini funcțiile necesare într-un anumit mod și condițiile de aplicare, întreținere, depozitare și transport.

Notă. Fiabilitatea este o proprietate complexă, care, în funcție de obiectul și condițiile de aplicare a acesteia de destinație poate include fiabilitate, durabilitate, mentenabilitate și remanență sau o combinație a acestor proprietăți.

Termocuple sunt dincolo de reparații și non-regenerabile produse.

• probabilitatea de funcționare fără defecțiuni;
• durata de viață specificată;
• durata medie de serviciu.

Indicatori de fiabilitate termocuplelor instalate în conformitate cu GOST 27883 și să ia în considerare condițiile de funcționare ale DT:

• Temperatura de aplicare;
• temperatura și umiditatea mediului ambiant;
• sarcini vibrații și șocuri;
• mediu chimic agresiv la materialul capacului senzorului.

Durata de viață a desemnat egală cu intervalul între verificări (UTI). După finalizarea cu succes a verificării periodice a termocuple desemnate de viață se prelungește cu valoarea următoarei IMP. În funcție de prezența și nivelul factorilor, senzorii de temperatură sunt împărțite în patru grupe de funcționare

Performanță și fiabilitate de funcționare a grupului termocuple de cablu

Condiții de funcționare Grupa

Fiabilitate: Fiabilitățile