Введение

Современный уровень развития теплоэнергетических установок характеризуется интенсификацией технологических процессов, использованием агрегатов большой единичной мощности. Эксплуатация таких установок невозможно без постоянного контроля за текущими технологическими параметрами, поэтому надежность средств измерений и информационно-управляющих систем определяет надежность агрегата в целом. Количество измеряемых параметров на одном агрегате в настоящее время исчисляется тысячами. Особую актуальность теплотехнические измерения приобретают с ростом теплонапряженности металла турбин и котлов при эксплуатации их на сверхкритических параметрах пара, что типично для современной теплоэнергетики.

Не менее широко теплотехнические измерения применяется при эксплуатации систем теплоснабжения объектов промышленного и коммунального назначения. Возрастающие требования к эффективности использования тепловой энергии обуславливают широкое внедрение приборов учета тепла. Основу таких приборов составляют высокоточные средства измерения температуры и расхода.

Современные средства измерения характеризуются широким внедрением микропроцессорной техники, что позволяет значительно повысить точность измерения и надежность приборов. В некоторых случаях микропроцессоры устанавливаются не только во вторичных измерительных приборах, но и в первичных преобразователях, размещаемых непосредственно на технологических объектах. Это позволяет не только повысить точность измерений, но и увеличить помехозащищенность линий связи. Широкое внедрение микропроцессорных интеллектуальных средств измерения позволяет создавать открытые распределенные системы управления на основе высокоскоростных линий передачи данных. Такое техническое решение позволяет минимизировать длину линий связи и повысить надежность системы.

1. Общие сведения об измерении температуры

Температура, наряду с объемом и давлением, является одной из основных величин, характеризующих состояние вещества. Измерение температуры занимает 4050% в общем объеме промышленных измерений, поскольку величина температуры в большинстве случаев определяет безопасность работы оборудования, эффективность производственных процессов и качество произведенной продукции.

Температура вещества − величина, характеризующая степень нагретости, которая определяется внутренней кинетической энергией теплового движения молекул. Измерение температуры практически возможно только методом сравнения степени нагретости двух тел.

Для сравнения нагретости этих тел используют изменения каких-либо физических свойств, зависящих от температуры и легко поддающихся измерению. Для количественной оценки температуры показания термометра сравнивают с некоторой эталонной температурой, например с температурой тройной точки воды.

С целью унификации результатов измерений различными средствами, основанными на различных методах, применяется международная температурная шкала. По мере развития техники температурных измерений использовались различные температурные шкалы: МТШ – 27, МПТШ – 68, МТШ – 90 ( цифры указывают год международного принятия шкалы).

В качестве единицы измерения температуры используется Кельвин. Определение Кельвина, действующее на настоящий момент и приведенное в положении о МТШ-90, было утверждено Генеральной конференцией по мерам и весам ( 1967-1968 г). В основу определения положено фиксированное значение температуры тройной точки воды. Единицей фундаментальной физической величины, термодинамической температуры, обозначаемой символом Т, является Кельвин (обозначение К), который по определению равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.

Температуре тройной точки воды по определению приписано значение 273,16 К в соответствии с МТШ-90.

В технических измерения широко применяется выражение температуры в виде значения относительно точки плавления льда (273,15 К). Выраженная таким образом температура известна как температура Цельсия ( символ t) и определяется как t = Т – 273,15. Единицей температуры Цельсия является градус Цельсия (символ °С), размер которого равен Кельвину. В МТШ – 90 используется как температура Кельвина ( символ Т₉₀ ), так и температура Цельсия (символ t₉₀ ).

Международная температурная шкала МТШ – 90 охватывает диапазон от 0,65 К до наивысшей температуры, доступной измерению в соответствии с законом Планка для монохроматического излучения. Она разбита на ряд поддиапазонов, содержащие реперные точки, внутри которых используются определенные типы термометров. В качестве реперных точек используются тройные точки, точки плавления и затвердевания химически чистых веществ.