Какие особенности имеет железо-константановая термопара. Для измерения каких температур она подходит. Какими преимуществами и недостатками обладает данный тип термопар. Каковы основные характеристики железо-константановых термопар.
Особенности и применение железо-константановых термопар
Железо-константановая термопара представляет собой термоэлектрический преобразователь, состоящий из двух проводников — железа и константана (сплав меди и никеля). Данный тип термопар имеет ряд характерных особенностей:
- Применяется для измерения температур в диапазоне от -200°C до +700°C при длительном использовании, кратковременно — до 900°C.
- Обладает высокой чувствительностью — около 50 мкВ/°C.
- Устойчива к воздействию окислительной атмосферы без влаги до 600°C.
- При высоких температурах в воздушной среде быстро окисляется.
- В защитной атмосфере работает удовлетворительно только до 760°C.
Основная область применения железо-константановых термопар — измерение средних температур в окислительной среде. Они широко используются в различных отраслях промышленности, где не требуется измерение очень высоких температур.
Преимущества и недостатки железо-константановых термопар
Железо-константановые термопары обладают рядом достоинств и недостатков, которые необходимо учитывать при их выборе и эксплуатации.
Преимущества:
- Высокая чувствительность и практически линейная характеристика.
- Хорошая воспроизводимость результатов измерений.
- Устойчивость к окислению в сухой атмосфере до 600°C.
- Относительно невысокая стоимость.
Недостатки:
- Ограниченный верхний предел измерений (до 700-900°C).
- Быстрое окисление при высоких температурах в воздушной среде.
- Подверженность науглероживанию железного электрода при температурах выше 760°C.
- Необходимость защиты от влаги.
Основные характеристики железо-константановых термопар
Железо-константановые термопары обладают следующими ключевыми характеристиками:
- Диапазон измеряемых температур: от -200°C до +700°C (кратковременно до 900°C)
- Чувствительность: около 50 мкВ/°C
- Погрешность измерения: ±1,5°C в диапазоне -40…+375°C, ±0,4% в диапазоне +375…+750°C
- Температурный коэффициент: практически постоянный во всем диапазоне
- Материал термоэлектродов: железо и константан (сплав 60% Cu, 40% Ni)
Особенности эксплуатации железо-константановых термопар
При использовании железо-константановых термопар необходимо учитывать некоторые особенности их эксплуатации:
- Не рекомендуется применять при температурах выше 760°C из-за науглероживания железного электрода.
- Требуется защита от влаги и агрессивных сред.
- При высоких температурах желательно использовать в защитной атмосфере.
- Следует избегать резких температурных перепадов для предотвращения растрескивания защитной арматуры.
Сравнение железо-константановых термопар с другими типами
Железо-константановые термопары имеют свои особенности по сравнению с другими распространенными типами термопар:
- По сравнению с хромель-алюмелевыми (тип K) имеют меньший диапазон измерений, но более высокую чувствительность.
- Уступают по максимальной температуре платина-платинородиевым термопарам, но значительно дешевле.
- Превосходят медь-константановые термопары по верхнему пределу измерений.
- Имеют более линейную характеристику, чем никель-хромовые термопары.
Области применения железо-константановых термопар
Железо-константановые термопары находят широкое применение в различных отраслях промышленности и научных исследованиях:
- Металлургия — контроль температуры в печах и при обработке металлов.
- Химическая промышленность — измерение температуры в реакторах и емкостях.
- Пищевая промышленность — контроль температурных режимов при производстве продуктов.
- Энергетика — мониторинг температуры в котлах и теплообменниках.
- Автомобилестроение — измерение температуры выхлопных газов и охлаждающих жидкостей.
- Научные исследования — в лабораторных экспериментах, требующих точного измерения температуры.
Конструктивные особенности железо-константановых термопар
Конструкция железо-константановых термопар может варьироваться в зависимости от конкретного применения, но обычно включает следующие элементы:
- Термоэлектроды из железа и константана.
- Спай (горячий конец), где происходит измерение температуры.
- Защитный чехол или арматура для защиты от механических и химических воздействий.
- Изоляция термоэлектродов (обычно керамическая).
- Холодный конец для подключения к измерительным приборам.
- Компенсационные провода для передачи сигнала на расстояние.
Калибровка и поверка железо-константановых термопар
Для обеспечения точности измерений железо-константановые термопары требуют периодической калибровки и поверки:
- Калибровка проводится путем сравнения показаний термопары с эталонным термометром.
- Поверка осуществляется в аккредитованных метрологических лабораториях.
- Рекомендуемая периодичность калибровки — не реже одного раза в год.
- При калибровке определяются поправочные коэффициенты для коррекции показаний.
- Важно проводить калибровку во всем рабочем диапазоне температур термопары.
Заключение
Железо-константановые термопары представляют собой надежный и экономичный инструмент для измерения температуры в широком диапазоне. Несмотря на некоторые ограничения, они остаются востребованными в различных отраслях промышленности благодаря своей высокой чувствительности и относительной простоте использования. При правильном выборе и эксплуатации эти термопары обеспечивают точные и стабильные измерения температуры в пределах своего рабочего диапазона.
Блог сварщика
Альтернативные источники энергии
2022-02-07
…
Владимир Будянов. Альтернативные технологии, Россия и Новый мировой порядок.
2022-02-03
Доктора наук Сергей Салль, Анатолий Конев, Валерий Дудышев (акад. Российской экологической академии) и ряд других учёных работают над созданием эффективных технологий, направленных на решение ключевых проблем человечества. Но на их пути стоит Всемирное мировое правительство… Передовые русские учёные обоснованно связывают современную мировую политику, направленную на установление Нового мирового порядка на основе всесилия «золотого тельца», с повсеместным обязательным подавлением новых технологий, в первую очередь энергетических и…
Альтернативная энергия своими руками: обзор лучших возобновляемых источников электричества
2017-12-21
Сегодня всем известно, что запасы углеводородов на Земле имеют свой предел. С каждым годом все труднее становится добывать нефть и газ из недр. Кроме того, их сжигание наносит непоправимый ущерб экологии нашей планеты. Несмотря на то, что технологии производства возобновляемой энергии сегодня очень эффективны, государства не спешат отказываться от сжигания топлива. При этом, цены на энергоносители растут с каждым годом, заставляя простых граждан все больше и больше раскошеливаться. В связи с этим, производство альтернативной энергии сегодня…
Альтернативные виды энергии. Обзор источников электичесива
2017-12-21
Ограниченные запасы ископаемого топлива и глобальное загрязнение окружающей среды заставило человечество искать возобновляемые альтернативные источники такой энергии, чтобы вред от ее переработки был минимальным при приемлемых показателях себестоимости производства, переработки и транспортировки энергоресурсов. Современные технологии позволяют использовать имеющиеся альтернативные энергетические ресурсы, как в масштабе целой планеты, так и в пределах энергосети квартиры или частного дома. Буйное развитие жизни на протяжении нескольких…
Альтернативные технологии — Россия и Новый мировой порядок.
2017-12-21
http://www.dal.by/news/89/28-08-12-25/ Альтернативные технологии, Россия и Новый мировой порядок Доктора наук Сергей Салль, Анатолий Конев, Валерий Дудышев (акад. Российской экологической академии) и ряд других учёных работают над созданием эффективных технологий, направленных на решение ключевых проблем человечества. Но на их пути стоит Всемирное мировое правительство… Передовые русские учёные обоснованно связывают современную мировую политику, направленную на установление Нового мирового порядка на основе всесилия «золотого…
Аккумуляторы для солнечных батарей
2017-12-21
Аккумуляторы для солнечных батарей — это буфер, обеспечивающий накопление энергии посредством обратимых химических реакций, благодаря чему гарантируется работа в циклическом режиме. В солнечных системах используются аккумуляторные батареи герметичные и малообслуживаемые , а также Никель-солевые накопители энергии которые обладают большим ресурсом и предназначены специально для циклической работы. В настоящий момент самые востребованные свинцово-кислотные аккумуляторы для солнечных батарей , т.к это самый доступный класс накопителей…
Аккумуляторы для рынка возобновляемых источников энергии
2017-12-21
Журнал РАДИОЛОЦМАН, июнь 2014 Bruce Dorminey Renewable Energy World Magazine Как развивающиеся, так и развитые страны мира имеют веские основания задуматься об использовании аккумуляторных технологий. И вот почему. С тех дней, когда ваш дедушка вынужден был периодически открывать капот, чтобы добавить воды в свинцово-кислотную батарею, технология аккумуляторов прошла долгий путь. Всего десять лет назад идея, что блоки аккумуляторов скоро будут «сглаживать потоки энергии», текущей от ветряных и солнечных ферм в электрические сети, казалась почти фантастической….
Безтопливные генераторы — уже реальность (+видео) — Форум Izhcommunal.ru
2017-06-30
Гидроэнергоблок для безплотинных ГЭС Изобретатель Ленёв Николай Иванович. Патент №2166664 В изобретении предлагается оригинальный, ранее не использовавшийся ни в одной из существующих конструкций, способ использования энергии как водного потока любого вида (рек, ручьёв, приливов, морской волны и т.д.) так и движения воздушных масс. При этом используется естественный поток, без предварительного преобразования (строительства дамб, каналов, напорных труб). Данный способ отъёма мощности водного потока является наиболее выгодным и с экологической…
Альтернативная энергетика
2017-06-22
содержание презентации «Альтернативная энергетика.ppt» № Слайд Текст 1 Альтернативная энергия в помощь Экологии и Энергосбережению Псков 2010г. Автономная некоммерческая организация Cоциально-консультационный центр «ПсковРегионИнфо» Альтернативная Энергия 2 Возобновляемые источники энергии Автономная некоммерческая организация Cоциально-консультационный центр «ПсковРегионИнфо» Альтернативная Энергия. Возобновляемые источники энергии – это не альтернатива существующей энергетике, а ее будущее, и вопрос лишь в том, когда…
5.6. Термопары
Термопара (термоэлектрическая пара, термоэлемент) — это датчик температуры, состоящий из двух сваренных (спаянных) разнородных по составу проводников тока, называемых термоэлектродами. Их спай, называемый главным, помещают, в среду измеряемой температуры. Два другие конца соединяют с проводами, идущими к измерительным приборам. Места соединения с проводами образуют побочные спаи термопары.
Пусть проводник M1(металлическая проволока) припаян своими концами к двум отрезкам другого проводника Мг, присоединенного к гальванометру V (рис. 97, а. Если оба спая находятся при одной и той же температуре («t1=t2), то никакой разности потенциалов не возникает. Когда же спаи находятся при различных температурах (t1≠t2), гальванометр V покажет наличие тока в цепи и определенное напряжение на концах проводников М2. Это напряжение иногда называют термоэлектрической силой (аббревиатура т.э.с). Ее значение зависит от природы контактирующих металлов и разницы температур tx и
t2.
Возникновение тока в рассмотренной системе было открыто в 1821 г. Зеебеком и получило название эффекта Зеебека. Зеебек Томас Иоганн (1770-1831) — немецкий физик и химик. Градиент температур создает в проводнике градиент концентраций носителей заряда (электронов), отчего возникают два диффузионных потока носителей заряда вдоль и против градиента температур, создающих избыток отрицательных зарядов на одном конце проводника М2, а на другом — положительных. Напряжение, определяемое гальванометром V, зависит от различия подвижностей «горячих» и «холодных» электронов.
Схема установки для измерения температуры в сосуде 9 при помощи термопары включает термопару 1-2 (рис. 97, б) со спаем 3, компенсационные провода 4, побочные спаи 5 которых «смещены в сосуд Дьюара 6 с тающим льдом, соединительные провода 7 и измерительный прибор 8.
Рис. 97. Схемы действия термопары (в) и измерения температуры с ее помощью (б) и способы защиты проволок термопар
Термопары служат преимущественно для измерения температур в интервале 300-1500 °С. Если требуется измерить температуру выше 600 °С с большой точностью, то термопары почти незаменимы. Применяют термопары и для измерения очень низких температур.
Соединение термоэлектропроводов 1 и 2 осуществляют либо спайкой, либо сваркой в восстановительной атмосфере или под слоем расплавленной буры Na2(B4O7)*10h3O в восстановительном пламени паяльной горелки. Диаметр термоэлектропроводов не выходит за пределы 0,05-0,8 мм. Перед изготовлением термопары проволоку обязательно отжигают для снятия разнообразных натяжений. Отжиг проводят в муфельных печах 10 — 15 мин при 700-900 °С в инертной атмосфере. Проволоку для высокотемпературных термопар отжигают при температурах, близких к температурам применения. В частности, платиновую проволоку отжигают накаливанием ее током 1 ч до 1450 °С. После отжига проволоку проверяют на однородность. Оба ее конца присоединяют проводниками к милливольтметру, а места соединений проводников и проволоки погружают в тающий лед. Затем отдельные участки проволоки между ее концами нагревают. Отсутствие т.э.с. свидетельствует о достаточной однородности проволоки. Следует заметить, что неоднородность в термоэлектродах делает невозможны м измерение высоких температур с точностью большей чем 0,1-0,2 °С.
Сваренные или спаянные проволоки необходимо тщательно защищать от возможных загрязнений и любого механическое воздействия (надлом, скручивание, изгиб й т.п.) и от контакта как друг с другом, так и с другими проводниками.
Поэтому рекомендуют один из проводников помещать в тонкую трубочку 7 (рис- 97, в) из кварцевого стекла (до 1000 °С), фарфора или корунда (до 1500 °С). и оксида магния (до 2000 °С). Еще лучше использовать трубочки 3 с двумя каналами; они предпочтительнее-
Если измеряемая среда не агрессивна по отношению к металлам термопары, термопару вводят в нагретое пространство незащищенной, в противном случае термопару помещают в кварцевую пробирку 2.
Компенсирующие провода — это провода 4 (см. рис. 97, б), связывающие термопару 1-2 (через холодный спай) с проводниками 7, идущими к гальванометру. Спаи проводников и компенсационных проводов 5 погружают в сосуд Дьюара с ледяной кашицей. Компенсационные провода позволяют удалить от нагреваемого спая термопары холодный спай на нужное расстояние. Компенсационные провода изготавливают из металлов или сплавов, имеющих одинаковые т.э.с. с проводниками термопар. Например, для хромель-копелевой термопары применяют провода, изготовленные один из сплава хромель, а другой из сплава копель. Для Pt-(Pt, Rh) термопары берут один провод медный, а другой из сплава меди (99,4%) и никеля (0,6%). Диаметр проводов в большинстве случаев не превышает 1,0-1,5 мм.
Термопара Ле Шателье состоит из чистой платины и сплава, содержащего 90% Pt и 10% Rh. Такую термопару применяют как эталонную для точных измерений температур: при 1000 °С (погрешность составляет ±0,2 °С с хорошей воспроизводимостью). Обе проволоки термопары следует тщательно защищать от попадания на их поверхность соединений железа, от соприкосновения с газами, содержащими соединения углерода и серы. Термоэлектроды не должны быть в контакте с парами фосфора, мышьяка, сурьмы и селена. Все эти вещества быстро диффундируют в нагретый металл и изменяют значение т.э.с. термопары. Рекомендуемый температурный интервал применения термопары Ле Шателье 250-1300 °С. Нагревать термопару долго выше 1000 °С и кратковременно выше 1500 °С недопустимо, так как платина становится хрупкой из-за ее рекристаллизации. В табл. 8 приведены значения т.э.с, отвечающие температурам горячего спая, если холодный спай находится при 0 °С.
Для измерения температур ниже 0 °С термопара Ле Шателье
неприменима: т.э.с. изменяется немонотонно и при -142 °С
наблюдается минимум функции т.э.с. =f(Т).(Ле Шателье Анри Луи (1850-1936) — французский физико-химик и металловед, автор закона смешения химического равновесия (1884 г.) и изобретатель термооэлектрического пирометра.)
Хромель-алюмелевую термопару применяют при измерении температур от -100 до +1300 °С, а при длительном использовании — только до 900 °С. Хромель — сплав, содержащий 89% Ni, 9-10% Сг, 1% Со, 0,3% Fe и до 0,2% углерода. Алюмель — сплав состава: 94% Ni, 1,8-2,5% Al, 0,85-2,0% Si, 1,8-2,2% Мп и 0,6-1,0% Co. Зависимость т.э.с. такой термопары от измеряемой температуры приведена в табл. 9 (холодный спай термопары имеет температуру 0 °С ). Зависимость т.э.с. =f(t) близка к линейной.
Медь-константановую термопару применяют при измерении температур от -200 до +400 °С. Константан — сплав на основе меди, содержащий 39-41% Ni и 1-2% Мп. Значения т.э.с. для этой термопары приведены в табл. 10 (холодный спай термопары имеет 0 °С).
Медь-константановая термопара относится к числу наиболее чувствительных к воздействию температур термоэлементов. Нагревать ее выше 350 °С в атмосфере воздуха не рекомендуется из-за интенсивного окисления меди. Термопару следует помешать либо в инертную, либо в восстановительную атмосферу Знаки плюс и минус у значений т.э.с. свидетельствуют о перемене направления движения носителей заряда в термопаре с переходом от температур ниже 0 «С к более высоким. С переменой знаков у т.э.с. происходит и изменение в отклонении стрелки гальванометра от одного направления к другому.
Железо-константановую термопару применяют для измерения температур от -200 до +700 °С и кратковременно до 1000 °С. Выше 700 °С такие примеси железа, как углерод, кремний, марганец и некоторые другие, начинают оказывать существенное влияние на воспроизводимость т.э.с. В частности, примесь углерода в железе, находящаяся в виде перлита (твердого раствора) и цементита Fe3C, при 720-740 °С испытывает фазовый переход. Обратное превращение образовавшейся новой фазы в перлит наблюдается при 680-700 °С, поэтому значения т.э.с. при нагревании и охлаждении не совпадают.
К достоинствам железо-константановых термопар следует отнести устойчивость железа и константана к воздействию до 600 °С окислительной атмосферы, лишенной влаги, и сравнительно высокое значение т.э.с. Чувствительность термопары с изменением температуры практически остается постоянной, составляя 50 мкВ/°С. В табл. 11 приведены значения функции Т.Э.С. =f(t), когда холодный спай термопары имеет 0 °С.
Хромель-копелевую термопару применяют для продолжительного измерения температуры до 600 °С и кратковременного — до 800 °С. Копель — сплав на основе меди, содержащий 42-44% Ni и 0,1-1,0% Мп. Сплав термически устойчив к химическому воздействию воздуха до 600 oC. Изменение т.э.с, отнесенное к одному градусу у этой термопары, намного больше, чем у других термопар.
Высокотемпературные термопары изготавливают из металлов, умеющих температуры плавления выше 2500 °С. Их применяют измерения температур выше 1500 °С.
Например, рений-вольфрамовая термопара рекомендуется для измерения темпера, тур до 2800 °С. В табл. 12 приведены значения т.э.с. для этой термопары.
Термопары с содержанием рения до 25% изготовить легче, чем термопары из чистого вольфрама. Этот сплав менее склонен, чем вольфрам, к разрушению после нагрузки при высокой температуре в атмосфере водорода или после сварки. Вольфрамовый сплав с 25% Re применяют в качестве отрицательного термоэлектрода. Положительным термоэлектродом служит сплав вольфрама с 3% Re.
Термопара W, Re3 — W, Re25 устойчива в нейтральной и слабо восстановительной атмосфере. В окислительной атмосфере, в присутствии углеводородных газов, термопара разрушается из-за образования оксидов или карбидов вольфрама. Т.э.с. термопары хорошо воспроизводится.
Другие части:
5.6. Термопары. Часть 1
5.6. Термопары. Часть 2
К оглавлению
Эталонные и образцовые термопары | АО «НПП «Эталон»»
Эталонные термопары и образцовые термопары предназначены для контроля и измерения температуры жидких, твердых, газообразных и сыпучих сред, неагрессивных к материалу корпуса преобразователя.
Эталонные и образцовые термопары могут быть использованы в теплоэнергетике, химической, металлургической и других отраслях промышленности, а также на объектах атомных электростанций.
Термопара генерирует напряжение, величина которого непосредственно зависит от температуры. Термопара — эта высокотемпературный термометр, он подходит для измерения высоких температур до 1800 °C. Конструкция термопары очень устойчива к высоким вибрационным нагрузкам (в зависимости от модели прибора, чувствительного элемента датчика и материала смачиваемой части).
На современном уровне развития промышленности измерения температуры составляют значительную часть общего объема измерений – около 40 %.
В связи с этим возникает потребность в постоянной разработке новых средств измерений с улучшенными точностными характеристиками и повышенной стабильностью, а также оборудования для поверки данных изделий.
Для поверки рабочих средств измерений специалистами АО «НПП «Эталон» были разработаны и серийно изготавливаются преобразователи термоэлектрические эталонные платинородий-платиновые (ППО) и платинородий-платинородиевые (ПРО) в соответствии с ГОСТ Р 52314-2005.
Образцовые термопары используются в основном в лабораториях в воздушных или в нейтральных средах. Они представляют собой два термоэлектрода, сваренных между собой и армированных специальной двухканальной керамической трубкой. Свободные концы термоэлектродов помещены в гибкие фторопластовые трубки.
Эталонные термопары применяются в следующих диапазонах рабочих температур:
— платинородий-платиновые (ППО) – (300…1200) °С;
— платинородиевые (ПРО) – (600…1800) °С.
В соответствии с ГОСТ Р 8.585‑2001
ППО относятся к термопреобразователям с номинальной статической характеристикой типа ПП(S),
ПРО относятся к термопарам с с номинальной статической характеристикой типа ПР(B).
Вопросы-Ответы о термопарах — WIKA Россия
Можно ли заменить термопары тип U и L по DIN 43710 на термопары тип T и J по DIN IEC 60584?
Нет. Термопары тип T и J имеют различные характеристики термо-ЭДС, которые приводят к ошибочным измерениям. Термопары тип U и L могут поставляться только для замены давно смонтированных термопар. При строительстве новых объектов данный тип термопар больше не устанавливается.
Какова толщина стенок MI кабеля?
Большинство производителей делают толщину стенки соответствующей 10% внешнего диаметра MI кабеля.
Что такое минерально – изолированный (MI) кабель?
Минерально-изолированный кабель для термометров сопротивления состоит из одного или нескольких медных проводов, внедрённых в сильно уплотненной оксид магния, находящийся в оболочке корпуса трубки, сделанной например из нержавеющей стали 1.4571. Для термопар вместо медных проводов используются кабели термопар. Наиболее распространенный стандартный материал оболочки для термопар Инконель 2.4816.
Какое время отклика имеют различные измерительные вставки?
Измерение времени отклика выполняется в водяном потоке в соответствии с DIN EN 60751 и VDI / VDE 3522.
Ø 6 мм 1 x тип K, незаземленный: t0,5 = 3,3 с t0,9 = 7,9 с
Ø 6 мм 1 x тип K, заземленный: t0,5 = 1,1 с t0,9 = 3,5 с
Ø 6 мм 1 x Pt100, тонкопленочный чувствительный элемент: t0,5 = 8,9 с t0,9 = 22,7 с
Ø 6 мм 1 x Pt100, проволочный чувствительный элемент: t0,5 = 7,1 с t0,9 = 20,2 с
Допуск: +/-10 %
Что означает Температурный Класс?
Температура воспламенения это минимальная температура, при которой горючая смесь газов может воспламениться при контакте с пламенем, горячей поверхностью или при возникновении искры. Газы и пары делятся на классы, в которых температура поверхности всегда должна быть меньше, чем у смеси. (T1 > 450 °C, T2 > 300 °C, T3 > 200 °C, T4 > 135 °C, T5 > 100 °C, T6 > 85 °C).
Что обозначают зоны взрывозащиты?
Газы:
Зона 0 (Категория 1): постоянная или долгосрочная опасность взрывов
Зона 1 (Категория 2): взрывоопасная атмосфера существует иногда
Зона 2 (Категория 3): взрывоопасная атмосфера существует изредка, и в течение короткого времени
Пыль: Зоны 20, 21, 22 с теми же значениями
Что такое межкристаллическая коррозия?
МК (Межкристаллическая коррозия) является формой коррозии, которая может возникнуть в большинстве сплавов при соответствующих условиях. Она также известна как «зерна распада» или «обеднение хромом». Коррозия происходит по границам зерен. В сплавах стали, легированных хромом, хром, содержащийся в материале, при нагреве (часто при сварке) вступает в реакцию с атомом углерода, образуя карбид хрома. Таким образом, хрома больше не достаточно для защиты от коррозии (образования пассивного слоя) в нагретой области. Наиболее заметно это происходит в высокоуглеродистых сталях. Для предотвращения МК используют коррозионно-стойкие стали, такие как 1,4571 (AISI 316Ti), связывают атомы углерода с титаном или ниобия с ниобием или карбидом титана (стабилизированные стали) или снижают содержание углерода в стали, например, 1.4404 (AISI 316L). Эти меры предотвращают вредное снижение содержания хрома на границах зерен.
Что означает «зеленая гниль»?
Термопары подвержены эффекту старения и изменению характеристик. Воздействие высоких температур на термопары Тип К приводит к значительным уменьшениям значений термо-ЭДС из-за истощения хрома в соединении NiCr. Этот эффект ускоряется при недостатке кислорода, так как слой оксида, который защищает его от дальнейшего окисления, не может быть сформирован на поверхности термопары. Хром окисляется, в то время как никель нет. Это приводит к так называемой «зеленой гнили», уничтожая термопару. Если NiCr-Ni термопары, работавшие при температуре более 700°C, подвергаются быстрому охлаждению, то это вызывает заморозку кристаллической структуры в определенных состояниях, что может привести к изменению термо-ЭДС до 0,8 мВ (K-эффект).
Какой минимально допустимый радиус изгиба MI кабеля?
В документе VDI/VDE 3511 указан рекомендуемый радиус загиба ≥ 5 x D (D=внешний диаметр MI кабеля), некоторые производители MI кабелей указывают минимальный радиус загиба ≥3 x D.
Что такое термо-ЭДС (или эффект Зеебека)?
Эффект имени Томаса Иоганна Зеебека состоит в том, что в замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает термо-ЭДС, если места контактов поддерживают при разных температурах. Цепь, которая состоит только из двух различных проводников, называется термоэлементом или термопарой.
Какие меры должны быть предприняты при установке высокотемпературных датчиков с керамическими гильзами?
Для предотвращения разрушения керамических гильз из-за внутренних термических напряжений монтаж и демонтаж следует проводить медленно и постепенно. Они должны быть предварительно медленно нагреты, затем медленно вставлены, например, 1 … 2 см/мин для температур до 1600°C и 10 .. 20 см/мин при 1200°C.
Железо-константановая термопара — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Железо-константановая термопара
Cтраница 1
Железо-константановые термопары в атмосфере воздуха при высоких температурах быстро окисляются и выходят из строя. В защитной атмосфере эти термопары работают удовлетворительно только до темтЩй — туры 760 С, при более высокой температуре вследствие науглероживания железного электрода показания термопар нарушаются. [1]
Железо-константановые термопары в атмосфере воздуха при высоких температурах быстро окисляются и выходят из строя. В защитной атмосфере эти термопары работают удовлетворительно только до темшра-туры 760 С, при более высокой температуре вследствие науглероживания железного электрода показания термопар нарушаются. [2]
Железо-константановые термопары могут быть заменены другими, рассчитанными на измерение температур до 750 С. [3]
Спай железо-константановой термопары помещен внутри картофельного бурта; второй ее спай находится в тающем льде. Какова температура Т внутри бурта, если стрелка гальванометра термопары отклонена на п 40 делений. Цена деления гальванометра г 10 — 6 А, его сопротивление г 10 Ом. Сопротивление R проводов термопары пренебрежимо мало. Постоянная термопары а 5 10 — 5 В / К. [4]
Спай железо-константановой термопары помещен внутри картофельного бурта; второй ее спай находится в тающем льде. [5]
К достоинствам железо-константановых термопар следует отнести устойчивость железа и константана к воздействию до 600 С окислительной атмосферы, лишенной влаги, и сравнительно высокое значение т.э.с. Чувствительность термопары с изменением температуры практически остается постоянной, составляя 50 мкВ / С. В табл. 11 приведены значения функции т.э.с. У ( 7), когда холодный спай термопары имеет О С. [6]
Температуры измеряются железо-константановыми термопарами; термоэлектродвижущая сила преобразуется в соответствующие, давления сжатого воздуха на контрольном щите с помощью — — лтектронных слепых пневматических преобразователей. Преобразователи воздействуют на миниатюрные регистрирующие или показывающие приборы, которые одновременно действуют как регуляторы, поддерживая заданные температуры. Все расходы в технологических процессах измеряются преобразователями перепада давления, работающими по принципу пневматическо и компенсации сил, сигналы которых передаются на смонтированные на щите приборы дистанционной регистрации и регулирования расхода. [7]
В эмалировочном производстве железо-константановые термопары применяются для измерения температуры в муфелях при обжиге легкоплавких эмалей. [8]
Замер температур производится железо-константановыми термопарами, установленными в специальных карманах вблизи внутренней стенки цилиндра. Термопары удлиняют компенсационными проводами. [9]
Температура воздуха измеряется железо-константановой термопарой. Вентилятор приводит в движение электродвигатель ( рис. XV. Преимуществом прибора является сравнительно высокая точность измерения температурь недостатком — сложность конструкции. [11]
Для измерения температуры установлены две железо-константановые термопары. [12]
Из числа нестандартных термопар сравнительно широко применяются медь-константановые и железо-константановые термопары. В этом случае следует учитывать, что железо в присутствии влаги может ржаветь и его термоэлектрические свойства в связи с этим изменятся. Нестандартные термопары при изготовлении обязательно градуируются. [13]
Это устройство состоит из 10UO — 1500 спаев железо-константановых термопар и позволяет измерять малые разности температур с точностью около 2 10 — 7 градуса. Так как теплопроводность термопар препятствует измерению разностей температур, превышающих 10 — 3 градуса в разбавленных растворах, то возрастание температуры, сопровождающее разбавление раствора в одной половине калориметра, должно быть в значительной мере уравновешено посредством электрического нагревания чистого растворителя в другой половине. Назначение термопар состоит в том, чтобы определять разность между теплотой разбавления и точно измеренной теплотой, выделяющейся при электрическом нагревании. В идеальном случае термопары должны служить в качестве нуль-иистру-мепта. Пользуясь гальванометром Пашен а и специально сконструированным потенциометром, Гукер, Пикард и Планк [5] понизили теплопроводность, применяя медь-константановыо термопары из последовательно соединенных 60 спаев, и благодаря этому смогли лучше изолировать друг от друга обе части калориметрической системы. С помощью точной регулировки температуры термостата разность температур между калориметром и окружающей средой уменьшается до 10 — градуса, а так как эта величина соизмерима с изменениями температуры, происходящими при разбавлении растворов с малыми концентрациями, то измерения можно рассматривать как адиабатические и изотермические. [14]
Температура в печи измеряется термометром сопротивления и контролируется железо-константановой термопарой. [15]
Страницы: 1 2 3
Холодные спаи поддержание постоянной температуры
Для поддержания холодных спаев при постоянной температуре (около 40°С) использовали две термостатированные воздушные бани. [c.45]Термоэлектрическое охлаждение (эффект Пельтье) (рис. 5.6) обусловлено поглощением теплоты на одном спае полупроводникового элемента и выделением его на другом при прохождении постоянного тока через элемент. При поддержании температуры горячего спая на определенном уровне можно получить необходимую температуру холодного спая. Многокаскадная батарея (горячий спай одной батареи примыкает к холодному спаю другой и т. д.) позволяет значительно снизить температуру холодного спая каскада, непосредственно примыкающего к захолажи-ваемому прибору. [c.280]
Д. Коббом и X. Винтером. Отличие ее от установки последнего из названных авторов состоит в применении термостата для поддержания постоянной температуры холодных спаев термопары и использования вместо гальванометра со [c.59]
Для измерения небольших разностей температур или для получения больших значений т. э. д. с. при одной и той же температуре применяют дифференциальные термопары и термобатареи. Дифференциальная термопара (рис. 98) состоит из двух ветвей одного и того же металла 1, 2 и проводника 3 из другого металла или сплава. Спаи А я В помещают в места, разность температур которых нужно измерить. Показания гальванометра 4 пропорциональны разности температур спаев Л я В. При этом отпадает необходимость поддержания постоянной температуры холодного спая. Нужно лишь следить, чтобы температура в обеих точках присоединения проводников, идущих к гальванометру, была одинаковой. [c.185]
Важнейшим условием правильности показаний термоэлектрических пирометров является поддержание постоянной температуры холодного спая. Несоблюдение этого условия является наиболее частой причиной ошибок измерения. [c.183]
В случае использования термопары для измерений в области низких температур, при небольшой величине ТЭДС, один из спаев (теплый) необходимо поддерживать при строго постоянной температуре, обычно при 0° С, с помощью ледяной ванны. Точность поддерживания температуры теплого спая должна быть по крайней мере на порядок больше требуемой точности измерения температуры холодного спая, находящегося, например, при водородной температуре. Для поддержания постоянной температуры теплого спая рекомендуется устройство, аналогичное прибору, воспроизводящему температуру тройной точки воды (рис. 10-4). Термометрическая гильза I снабжена рубашкой 2. В рубашку заливается очень чистая вода, после чего воздух откачивается через отросток 3 и рубашка отпаивается. Внутрь гильзы 1 вначале заливается смесь твердой углекислоты со спиртом, в результате чего на наружной поверхности пробирки намерзает слой льда. После этого холодильная смесь удаляется, внутрь гильзы заливается небольшое количество сухого трансформаторного масла, а прибор помещается в сосуд Дьюара 4, заполненный водой со снегом или льдом. Внутрь гильзы / вводится тер-мостатируемый (теплый) спай термопары, температура которого в таком приборе длительное время поддерживается точно при температуре тройной точки воды. Измерение термопарой с фиксированием теплого спая в тройной точке воды дает возможность оп- [c.270]
Холодные спаи термопары при градуировке и при дальнейшей работе поддерживают при одной и той же постоянной температуре, причем наиболее удобная температура для холодных спаев 0°. Для поддержания этой температуры холодные спаи термопары [c.23]
Для поддержания температуры холодных спаев термопары неизменно применяют термостатирование — погружение их в среду с постоянной температурой (например, в термостат с холодной проточкой водой) или Б землю на глубину 2—3 м. Электрический термостат поддерживает постоянную температуру автоматически с помощью биметаллического терморегулятора температура в нем поддерживается несколько выше окружающей среды — обычно в пределах 40—50°. [c.129]
Термопара схематически изображена на рис. 74. Термоэлектроды 1 2, изолированные друг от друга нанизанными на них короткими фарфоровыми или кварцёвыми трубками и спаянные между собой в точке 3 ( горячий спай ), заключены в стальную или медную защитную трубку 4. Эта трубка вместе с термоэлектродами вводится в пространство, в котором измеряется температура. Трубка 4 имеет сверху головку 5 с клеммами 6 и 7. Эти клеммы служат для присоединения компенсационных проводов 5 и 9, изготовленных из того же материала, что и термоэлектроды, к которым они присоединяются. Назначение этих проводов состоит в том, чтобы отвести возможно дальше от зоны высоких температур термопары холодные спаи iO и 11, т. е. те точки, в которых к термопаре присоединяется электроизмерительный прибор. Эти точки должны находиться, по возможности, при постоянной температуре, равной той, которую имел холодный спай при градуировке прибора. Чаще всего эта температура равняется 20°. При точных измерениях холодный спай необходимо помещать в специальный прибор, служащий для поддержания постоянной температуры (термостат). Электроизмерительный прибор 12 с градуированной шкалой присоединяют к компенсацион- [c.182]
Для поддержания постоянной температуры (термостатирова-ния) свободных концов (холодного спая) применяют коробки холодного спая или погружают свободные концы в трубу, забитую в землю. Коробку холодного спая помещают в местах с постоянной температурой, куда подводят компенсационные провода от термопар. От коробки к приборам проводят медные соединительные провода. [c.91]
При использовании термопары для низкотемпературных измерений, для которых характерна небольшая вел1чика термо-ЭДС, температуру одного из спаев (теплого) необходимо поддерживать строго постоянной (обычно 0°С с помощью заьны с тающим льдом). Точность поддержания температуры теплого спая должна быть по крайней мере на порядок больше требуемой точности измерения температуры холодного спая, находящегося например, при водородной температуре. [c.287]
Что такое термопара и как она работает?. Статья компании Технонагрев
Что такое термопара?
Термопара — это термоэлектрический преобразователь, который преобразует тепловую энергию в электрическую. Термопара состоит из соединения проводов, сделанных из разнородных металлов, для образования спая. Напряжение возникает при изменении температуры на стыке.
Концепция термопары основана на эффекте Зеебека, который утверждает, что если разнородные металлы соединяются в одной точке, они будут генерировать небольшое измеряемое напряжение при изменении температуры точки соединения. Величина напряжения зависит от величины изменения температуры и характеристик металлов.
Конструкция термопары состоит из двух изолированных проводов, подключенных к измерительному прибору с коаксиальной оболочкой, разделенной изолированным материалом. Термопары служат в качестве контрольно-измерительного прибора для различных типов оборудования.
Процесс термопары можно увидеть на изображении ниже, где температура повышается на стыке проводов слева, а изменение температуры отображается на датчике справа.
Измерение температуры термопарой
Как работает термопара?
Когда два провода термопары соединяются для образования спая, один из них подключается к корпусу термопары и измеряет температуру. Его называют горячим или измерительным спаем. Второй спай прикреплен к телу известной температуры и является опорным спаем. Термопара измеряет неизвестную температуру и сравнивает ее с известной температурой.
Идея термопары основана на трех принципах действия, открытых Зеебеком, Пельтье и Томсоном.
Эффект Зеебека:
Эффект Зеебека возникает, когда два разных или непохожих металла соединяются вместе на двух стыках, и на двух стыках создается электродвижущая сила (ЭДС), которая различна для разных типов металлов
Эффект Пельтье:
ЭДС создается в цепи, когда два разнородных металла соединяются с образованием двух стыков из-за разной температуры двух стыков цепи
Эффект Томсона:
Эффект Томсона — это когда тепло поглощается по длине стержня, концы которого находятся при разных температурах. Температура тепла связана с протеканием тока до температуры вдоль стержня
Как работает термопара
Схема термопары показана на изображении ниже, где A и B — два разнородных провода, которые соединены, образуя спай. Два перехода имеют разные температуры, чтобы генерировать в цепи ЭДС Пельтье, которая является функцией температур двух переходов.
Термопара
Электроны переносят тепло и электричество. Если кусок медной проволоки нагреть с одного конца, электроны будут двигаться по проволоке к более холодному концу и создавать температурный градиент вдоль проволоки. Тепло превратилось в энергию. Тот же принцип, открытый Вольтом и Зеебеком, применим к термопаре.
Если температура спаев термопары одинакова, на стыках будет генерироваться равная и противоположная ЭДС, и ток будет равен нулю. Если переходы имеют разные температуры, ЭДС не будет равняться нулю, и ток будет течь по цепи так же, как тепло, протекающее по медному проводу. Поток ЭДС через цепь зависит от металлов и температуры двух переходов, которая измеряется измерителем.
ЭДС в цепи термопары очень мала, в милливольтах, и требует высокочувствительного прибора для определения генерируемой ЭДС. Обычно используются гальванометры и потенциометры, уравновешивающие напряжение, причем потенциометр используется наиболее часто.
Потенциометр измеряет разность потенциалов, сравнивая неизвестное напряжение с опорным напряжением. Он может обеспечить высокоточные измерения. Он представляет собой трехконтактный переменный резистор и действует как регулируемый делитель напряжения. Гальванометр измеряет очень малые электрические токи. Они используются для измерения нулевого отклонения или нулевого тока.
Потенциометр и Гальванометр
Чтобы термопара могла произвести абсолютное измерение, она должна быть привязана к известной температуре, такой как замерзание, на другом конце кабеля датчика. Горячий спай является измерительным узлом, а холодный спай, как показано на диаграмме ниже, является точкой отсчета, где располагается микросхема компенсации холодного спая. Температура холодного спая может варьироваться, но является справочной. Холодный спай можно зафиксировать, погрузив его в воду для поддержания постоянной температуры.
Окружающий воздух может влиять на эталонную температуру. Его можно откалибровать и отрегулировать с помощью устройства компенсации холодного спая.
Простое изображение термопары
Использование защитной гильзы
В некоторых случаях применения термопар требуется использование защитной гильзы. Это устройство используется для защиты термопары от технологической среды и состоит из закрытой трубы или твердого стержня, установленного внутри указанной среды. Защитные гильзы чаще всего используются на нефтеперерабатывающих или химических заводах, чтобы продлить срок службы термопар. В зависимости от области применения могут использоваться различные типы защитных гильз. Некоторые из этих типов включают:
-
Прямые защитные гильзы
-
Ступенчатые защитные гильзы
-
Конические защитные гильзы
Защитные гильзы также классифицируются по способу их подключения к термопаре или термистору. Эти типы подключений могут включать:
-
Соединения под сварку внахлест
-
Фланцевые соединения
-
Резьбовые соединения
-
Соединения с уплотнительным кольцом
-
Сварные соединения
Компания Технонагрев производит различные термопары для промышленных систем нагрева. Ознакомиться с нашим ассортиментом и характеристиками термопар можно на странице товара. Звоните нам для получения дополнительной информации или оставляйте свои вопросы в форме на сайте.
Термопара непрерывного действия предназначена для обнаружения повышения температуры в областях, слишком больших (или важных), чтобы их можно было охватить несколькими типичными датчиками температуры (например, стандартными термопарами или RTD). Чтобы понять работу термопары непрерывного действия, важно понять теорию, которая сделала возможной разработку этих уникальных датчиков температуры. CT²C имеют те же рабочие характеристики и обнаруживают самую высокую температуру, существующую по всей их длине. Также важно понимать разницу между термопарами непрерывного действия и другими линейными тепловыми извещателями. Подробное сравнение представлено на нашей странице сравнения датчиков. Эффект ЗеебекаФункция непрерывной термопары основана на давно известном «эффекте Зеебека», когда цепь, образованная двумя разнородными проводами, соединенными с обоих концов, создает ЭДС (напряжение), пропорциональную разнице температур двух переходов. Сегодня эти соединения называются измерительным и эталонным.Стандартная термопараОбычно провода соединяются только с одного конца, образуя точечный датчик температуры, известный как «термопара». Приборы преобразуют аналоговый сигнал мВ (милливольт) в соответствующую температуру в градусах F или C.Термопара непрерывного действияТермопары непрерывного действия генерируют измеряемое напряжение, как и обычные термопары, однако измерительный спай в термопаре непрерывного действия не формируется путем прямого соединения двух проводов. Что еще более примечательно, измерительный спай не фиксируется, а при повышении температуры концентрируется в самой горячей точке по всей длине датчика.Это связано с большим падением сопротивления изоляционного материала в зоне нагрева.Природа этого изоляционного материала такова, что напряжение, возникающее между двумя проводами, всегда относится к самой высокой температуре по длине кабеля. Это верно, если «горячая точка» зафиксирована, а также если «горячая точка» перемещается по длине датчика. Это явление позволяет использовать бесконечное количество точек измерения по длине датчика. Когда температура (T1) в любой точке по длине непрерывной термопары превышает температуру остальной части кабеля, электрическое сопротивление (IR) изоляционного материала между проводами термопары уменьшается в этой точке и возникает «временный» измерительный спай. формы.Если более высокая температура (T2) возникает в другой точке кабеля, IR в этой точке будет ниже, чем IR в T1, и образуется новый «временный» измерительный спай. Уменьшение IR при T2 позволит термопаре генерировать более высокое напряжение, чем при T1, и, таким образом, сообщается температура T2. |
Время отклика термопары обычно определяется как время, необходимое для того, чтобы тепловое напряжение (выход) достигло 63% от максимального значения для рассматриваемого ступенчатого изменения температуры.Это зависит от нескольких параметров, включая размер термопары, конструкцию, конфигурацию наконечника и характер среды, в которой находится датчик. Если термопара погружается в среду с высокой теплоемкостью и теплопередачей является быстрой, эффективное время отклика будет практически таким же, как и у самой термопары (собственное время отклика). Однако, если тепловые свойства среды плохие (например, неподвижный воздух), время отклика может быть в 100 раз больше.
| |||||||
Типы термопар
Термопара — это датчик температуры, который используется для измерения температуры на производстве, в машиностроении и в научных целях, а также в бытовых приборах.Термопара может быть полезна для обеспечения надлежащего нагрева поверхностей, таких как сталь или другие металлы или металлические сплавы, для обработки, или для измерения, когда контейнер или место слишком теплое и необходимо ввести охлаждающие жидкости.
Термопара функционирует на основе дифференциальных расчетов с известной температурной точкой, называемой холодным или эталонным спаем, и датчиком, подключенным к измеряемому блоку. Лабораторные условия допускают естественный холодный спай, но применяемые условия термопары часто требуют использования искусственно созданной постоянной температуры.Поскольку напряжения, возникающие при соединении разнородных металлов, известны и постоянны, они используются в качестве контрольных точек на основе их отношения к измерительному спаю. Когда машина определяет эту разницу, она вычисляет температуру и отправляет сообщение на измерительное устройство.
Поскольку разные комбинации металлов дают разные температуры, а эти разные металлы обладают разной долговечностью и прочностью, исследователи разработали стандартизированные комбинации, чтобы использовать максимальный потенциал результата в стандартизированном наборе комбинаций.
Существует четыре различных классификации пар термопар, большинство из которых обозначаются заглавными буквами. Это класс домашнего тела, класс высшего класса, класс редкого и экзотический класс. Класс домашнего тела состоит из «стандартных» или часто используемых металлов, в то время как класс верхней корки представляет все комбинации платины. Разреженный класс состоит из тугоплавких металлов, а экзотический класс гораздо более специфичен по своей природе, обычно это специальные комбинации редких металлов, используемые для определенных применений.
Тип термопары | Состав | Диапазон температур | |
В | Платиновый 30% родия (+) | 2500-3100 градусов F | |
| 2 | 0 Platinum 6% Rhodium (-) | 0 1370-1700 градусов C | |
| 0 3000-4200 градусов F | 1650-2315 градусов C | ||
| 2 Chromel (+) | 40 | 4||
| 4 | |||
J | Iron (+) | 44||
200-2300 градусов F | |||
| 2 Alumel (-) | 40 95-1260 градусов C | ||
м | Никель (+) | 0 32-2250 градусов F | |
| 0 | Nickel (-) | 4||
Nicrosil (+) | 1200-2300 градусов F 900-2300 градусов | ||
| 0 Nisil (-) | 40 650 -1260 градусов C | ||
Platinum 13% Rhodium (+) | 0 160019 | ||
Platinum (-) | 4|||
S | Platinum 10% родий (+) | 0 180019 | |
| 0 | |||
| 2 | 4 | 0 980-1450 градусов C | |
| 900 30 T | Медь (+) | отрицательный 330-660 градусов F | |
| 0 | 4 | 0 отрицательный 200-350 градусов C |
Разреженные и экзотические термопары не имеют специальных буквенных кодов, потому что они используются гораздо реже.Однако некоторые из этих комбинаций имеют стандартные диапазоны температур, указанные в технической литературе.
В дополнение к системе нумерации термопары также обычно имеют цветовую маркировку. Цветовая кодировка отличается от страны к стране, поэтому лучше искать различную цветовую кодировку в зависимости от страны, из которой получен материал.
Некоторые приложения термопар включают измерение стали во время механической обработки. Термопары типов B, K, R и S больше всего подходят для этой работы из-за их высоких температурных диапазонов.Это помогает производителю узнать, когда расплавленный материал расплавится до достаточной температуры. Нагревательные приборы также хорошо работают с термопарами. Приборы, работающие на газе, могут стать слишком горячими, если они накачаны до насыщения, что может создать опасные ситуации, когда газ находится под давлением и присутствуют высокие температуры. Термопары могут считывать температуру и активировать устройства отключения газа, когда ситуация становится нестабильной.
Постоянная времени термопары и термометра
Постоянная времени термопары и термометра
Код продукта: KCPC-114
Цена и количество
- Минимальный объем заказа
- 1 шт.
- Цена
- 70000 и далее индийских рупий
Технические характеристики изделия
- Применение
- Лаборатория
- Напряжение
- 220 В (В)
- Материал
- Металл
- Материалы для оборудования
- Константа термопары
- Диапазон температур
- 40 градусов Цельсия (oC)
- Тип дисплея
- Цифровой
ОПИСАНИЕ :
Установка состоит из источника тепла, управляемого с помощью цифрового регулятора температуры при любом заданном значении.Предусмотрен карман для термометра/термопары, в который можно вставить термометр/термопару. Постоянная времени различных термометров/термопар может быть рассчитана с помощью настройки. Также предусмотрен секундомер для измерения времени. Радиатор установлен для охлаждения термометра/термопары. Все компоненты собраны на опорной плите и образуют столешницу.
ЭКСПЕРИМЕНТ:
- Для определения постоянной времени данного термометра/термопары
Торговая информация
- Условия оплаты
- Телеграфный перевод (T/T), чек, аванс наличными (CID), аванс наличными (CA)
- Способность снабжения
- 1 шт. в день
- Время доставки
- 2-4 недели
- Основные экспортные рынки
- Африка, Ближний Восток, Западная Европа, Восточная Европа, Южная Америка, Северная Америка, Центральная Америка, Австралия, Азия
- Основной внутренний рынок
- Вся Индия
Термометрия 101 Основные понятия — Скорость
Скорость или «время отклика» является очень важным фактором при выборе термометра.Некоторые технологии термометров работают быстрее, чем другие, и в зависимости от приложения дополнительные секунды (или доли секунды) могут иметь решающее значение.
На время отклика могут влиять многие факторы, в том числе положение датчика относительно измеряемого вещества, масса самого датчика, скорость процессора, выполняющего вычисления, длина проводки между датчиком и процессором. или тип используемой технологии.
Как правило, электронные термометры быстрее, чем механические термометры (такие как жидкостные ртутные или циферблатные термометры).Датчики термопары быстрее, чем технологии сопротивления (такие как термистор или RTD), а датчики с уменьшенным наконечником быстрее, чем датчики стандартного диаметра (поскольку датчик находится ближе к измеряемому материалу, а масса датчика меньше и поэтому более чувствителен). к изменению температуры).
Постоянные времени
В технических каталогах и на веб-сайтах, включая ThermoWorks.com, время отклика часто указывается с приращениями, называемыми «постоянными времени».» Это может немного сбивать с толку, но одна постоянная времени — это время, которое требуется данному прибору для достижения 63% полного показания. Для достижения 100% практического эквивалента необходимы еще четыре постоянные времени — в общей сложности (5) константы для получения точной температуры
Если в таблице технических характеристик данный датчик указан как имеющий постоянную времени 0,5 секунды, можно ожидать, что полное показание этого датчика будет получено за 2,5 секунды (что в пять раз превышает указанную постоянную времени). Это важно помнить, поэтому вы обязательно будете сравнивать яблоки с яблоками, рассматривая инструменты с разными характеристиками или марками.
Коммерческие претензии
Коммерческие заявления, такие как заявление, связанное с Super-Fast Thermapen (т. е. считывание с точностью до 1 ° F от конечной температуры ледяной ванны в течение 3 секунд), являются заявлениями о полном чтении. Техническое время отклика Thermapen составляет 0,6 секунды, или 3 секунды, разделенные на пять. Не дайте себя ввести в заблуждение конкурирующими термометрами, которые заявляют о «времени отклика» в 3 секунды, «как Thermapen», когда их фактическое время до полного показания составляет 15 секунд. В технических характеристиках, таких как те, что указаны на наших страницах выбора датчиков, используются постоянные времени, и их необходимо умножить на пять, чтобы приблизить время для полного чтения.
Частота обновления показаний
Другим числом, которое может ввести в заблуждение, является «частота обновления показаний». Это число относится только к частоте, с которой цифровой процессор термометра производит выборку датчика. Скорость обновления Super-Fast Thermapen составляет 0,5 секунды. Это означает, что цифровой дисплей будет отображать изменения температуры, измеряемой датчиком, каждые полсекунды, но это не имеет никакого отношения к скорости, с которой датчик будет подстраиваться под температуру измеряемого материала.
Наконец, как и в случае с точностью, «реальное» время отклика термометра варьируется в зависимости от конкретного вещества и диапазона измеряемых температур. В таблицах спецификаций указаны внешние пределы, а не точные скорости.
Важно помнить, что, как и в случае с точностью, общее время отклика системы (т. е. измерителя и зонда) вполне может быть суммой времен отклика отдельных компонентов (т. е. время отклика измерительного прибора плюс время отклика зонда). . Это одна из особенностей, которая делает привлекательными такие интегрированные системы, как Super-Fast Thermapen и ThermoWorks FoodCheck, — указанные значения времени отклика являются составными.
Шесть распространенных причин ошибок измерения температуры термопарами
Термопары являются одними из самых популярных приборов для измерения температуры в промышленности благодаря их универсальности и простоте использования. Однако могут возникать ошибки измерения. В этой статье обсуждаются шесть наиболее распространенных причин ошибок термопары.
Термопары — это надежные устройства для измерения температуры, обладающие достаточной точностью для многих промышленных и научных применений.Относительно недорогие по сравнению с другими технологиями измерения температуры термопары ценятся за способность измерять широкий диапазон температур: от –200° до +1250°C (от –328° до +2282°F).
Термопары измеряют разность температур, а не абсолютную температуру. Две проволоки, каждая из которых изготовлена из разных металлов, соединены на конце. Это измерительный узел. На другом конце провода соединяются с телом с известной температурой, называемым эталонным спаем. Термопара работает, беря разницу в напряжении между двумя переходами, что объясняется эффектом Зеебека.Измеренное напряжение преобразуется в единицу измерения температуры, при этом показания температуры отображаются на устройстве или передаются в удаленное место.
Хотя термопары надежны, ошибки измерения температуры могут возникать по разным причинам. Ниже приведены шесть наиболее распространенных причин ошибок измерения термопары, а также способы их устранения:
1. Выбор неправильного типа термопары на датчике
Вы можете столкнуться с проблемами, если при вводе данных выберете неправильный тип термопары. настройки в передатчик во время установки.Это распространенная ошибка, поскольку существует множество типов термопар — типы K, J, N, E, T, R, S и B — каждый с различным диапазоном, точностью и электрическим выходом.
Решение: почти все термопары имеют цветовую маркировку по типу, поэтому обычно вам нужно только подтвердить цвет оболочки термопары и согласовать настройки на преобразователе.
2. Проблемы, связанные с удлинительным проводом термопары
Если вы случайно поменяете полярность проводов термопары, измеренная температура будет неверной из-за разницы температур двух концов проводов.Проблема понятна, потому что красный цвет обычно соответствует положительному заряду, тогда как красный провод в кабелях термопары обычно содержит отрицательный сигнал. Эта окраска является стандартом ANSI для термопар, но это не то, что ожидает большинство людей.
Решение: Дважды проверьте соединение и, при необходимости, поменяйте местами выводы термопары.
3. Врожденные различия в сплавах
Нет двух абсолютно одинаковых партий проволоки. Поскольку процентное содержание сплава незначительно меняется в ходе каждого производственного процесса, некоторая ошибка в точности термопары неизбежна.Стандартные термопары имеют погрешность приблизительно 1 % от фактической температуры в точке измерения, что является достаточно точным для большинства применений.
Решение: Закажите термопары со специальными ограничительными проводами, которые могут повысить точность в два раза. Эти проволоки изготавливаются с самыми высокими допусками, чтобы обеспечить наименьшее количество возможных примесей и максимальное постоянство соотношения сплавов.
4. Колебания температуры вокруг соединения холодного спая
Поскольку термопара измеряет разность температур, любые колебания температуры вокруг эталонного спая (холодного спая), температура которого известна, приводят к ошибочным показаниям температуры.
Решение: Убедитесь, что рядом с эталонным спаем нет вентиляторов или других источников охлаждения или нагрева. Простая изоляция также может защитить соединения от экстремальных температур.
5. Заземление термопары более чем в одном месте
Термопара должна быть заземлена только в одном месте. Если он заземлен более чем в одном месте, может образоваться «контур заземления», при котором ток будет течь через термопару от одного заземления к другому. Это может генерировать электромагнитные поля, которые могут привести к проблемам, связанным с радиочастотными помехами, которые могут повлиять на точность измерений.
Решение: Заземлите либо трансмиттер (соединительную головку), либо контроллер/регистратор, но не оба сразу. Выбор преобразователей с внутренней изоляцией между входом, выходом и землей обычно обеспечивает достаточную изоляцию для устранения контура заземления. Также доступны изоляторы контуров, которые можно поместить в цепь проводки контура, чтобы предотвратить это.
6. Возраст термопары
Хотя термопары являются надежными устройствами для измерения температуры, их показания со временем дрейфуют.Максимальная температура воздействия, циклические измерения и частота циклов влияют на металлургию с результирующим дрейфом, обычно в сторону уменьшения. К сожалению, этот дрейф нельзя предсказать, но ошибки в 10-20°F встречаются часто.
Решение: Единственным решением является периодическая замена термопары в зависимости от опыта пользователя.
На этой справочной странице WIKA вы можете узнать больше об измерении температуры в промышленности с помощью универсальных и не требующих особого ухода термопар.
Справочник по термопаре | Компания Madison
Цветовые коды проводов термопары
Цветовые коды были приняты различными национальными и международными агентствами по стандартизации для идентификации термопарных проводов и термопарных изделий.В Соединенных Штатах провод для термопар обычно имеет коричневую общую оболочку. Для типов B, R и S цветовые коды относятся к обычно используемому компенсационному кабелю.
| Тип | США ANSI 96.1 | Великобритания BS 1843 | Западная Германия DIN 43714 | Франция NF C42-323 | Япония JIS C1610-1981 |
|---|---|---|---|---|---|
| Е | Фиолетовый + Фиолетовый — Красный | Коричневый + Коричневый – Синий | Черный + Красный – Черный | — | Фиолетовый + Красный — Белый |
| Дж | Черный + Белый – Красный | Черный + Желтый – Синий | Синий + Красный — Синий | Черный + Желтый – Черный | Желтый + Красный – Белый |
| К | Желтый + Желтый – Красный | Красный + Коричневый — Синий | Зеленый + Красный — Зеленый | Желтый + Желтый – Фиолетовый | Синий + Красный — Белый |
| Н | Оранжевый + Оранжевый — Красный | — | — | — | — |
| Б | Серый + Серый — Красный | — | Серый + Серый — Красный | — | Серый + Красный — Белый |
| Р | Зеленый + Черный — Красный | Зеленый + Белый — Синий | — | — | Черный + красный — белый |
| С | Зеленый + Черный — Красный | Зеленый + Белый — Синий | Белый + Красный — Белый | Зеленый + Желтый — Зеленый | Черный + красный — белый |
| Т | Синий + Синий — Красный | Синий + Белый — Синий | Коричневый + Красный – Коричневый | Синий + Желтый — Синий | Коричневый + Красный – Белый |
Цветовые коды проводов термопары
| Тип | Дж | К | Т |
|---|---|---|---|
| Материал | Железо (+) vs. Константан (-) | Никель (10%) Хром (+) по сравнению с Никель (5%) Алюминий Кремний (-) | Медь (+) по сравнению с Константан (-) |
| Диапазон температур | от 0°C до 760°C | от 0°C до 1370°C | от -160°C до 400°C |
Сравнение датчиков температуры
| Тип | Термопара | РДТ | Термистор |
|---|---|---|---|
| Преимущества | • Автономный источник питания • Простой и надежный • Низкая стоимость • Широкий диапазон рабочих температур | • Самый стабильный • Самый точный • Лучшая линейность | • Высокий выход • Быстрый |
| Недостатки | • Нелинейный • Низкое напряжение • Наименее стабильный • Наименее чувствительный • Требуется ссылка | • Дорогой • Требуется источник тока • Небольшое изменение сопротивления • Низкое абсолютное сопротивление • Самонагревающийся | • Нелинейный • Ограниченный диапазон температур • Хрупкий • Требуется источник тока • Самонагревающийся |
Ограничения по времени
Постоянная времени любого датчика определяется как время, необходимое для того, чтобы этот датчик отреагировал на 63.
