11.Конструктивные особенности тэп. Инерционность тэп.

Конструктивное выполнение термопар определяется условиями их применения.

По типу исполнения стандартные ТЭП делятся на:

а) погружаемые и поверхностные;

б) стационарные и переносные;

в) одинарные, двойные и тройные;

г) однозонные и многозонные;

д) обыкновенные, водозащищенные, взрывобезопасные и т.д. Возможны различные сочетания этих исполнений. Конструктивно термоэлектрический преобразователь представляет собой две проволоки из разнородных материалов, нагреваемые концы ко­торых скручиваются, а затем свариваются или спаиваются. Конструктив­ное оформление термопар разнообразно. На рис 2.12 представлена конст­рукция термопары, которая чаще всего используется для измерения темпе­ратуры в трубопроводах и других аппаратах, находящихся под давлением.

Для защиты от механических повреждений и воздействия среды, температура которой измеряется, электроды ТЭП, армированные изоляци­ей, помещаются в специальную защитную арматуру. У рабочих преобразо­вателей, применяемых для измерения температуры различных сред, арма­тура состоит их защитного чехла 1, неподвижного или передвижного шту­цера 5 с сальниковым уплотнением (на рисунке не показано) и головки 7, прочно присоединенной к защитному чехлу. В головке, снабженной крышкой 8 и штуцером под кабель 9, помещена розетка 6 из изоляционно­го материала с клеммами для присоединения термоэлектродов 2 и прово дов, соединяющих термопару с измерительным прибором или преобразо­вателем.

Р ис. 2.12. Конструкция термопары: 1 - защитный чехол; 2 - термоэлектроды: 3 - изоляционные бусы; 4 - порошок: 5 - штуцер; 6 - розетка с клеммами; 7 - головка; 8 - крышка; 9 - штуцер под ка­бель

В качестве изоляции термоэлектродов термометра применяются од­но- или двухканальные трубки или бусы 3 из фарфора (при температуре до 1300 °С) и окислов алюминия, магния или бериллия (свыше 1300 °С), надеваемые на термоэлектроды. Свободное пространство между термо­электродами и защитным чехлом заполнено порошком окиси алюминия 4 для улучшения теплопередачи.

Длина монтажной (рабочей) части L_paб, погружаемой в среду, темпе­ратуру которой измеряют, выполняется различной для каждого конкретно­го типа ТЭП.

Рабочий конец термопары можно выполнять путем сварки, пайки или скрутки. Наибольшее распространение получил способ изготовления спая с помощью сварки, а пайку применяют только в специальных случа­ях. Скрутку рабочего конца часто применяют для термоэлектрических термометров вольфрамрениевой и вольфраммолибденовой групп. Сварку электродов ТЭП производят как с предварительной скруткой термоэлек­тродов, так и без скрутки. Еще одним вариантом изготовления спая рабо­чего конца является приварка электродов к дну защитного чехла.

По тепловой инерции ТЕП бывают:

1. малоинерционные Т ≤ 4сек, с чехлом Т ≤ 30с

2. средней инерционности Т ≤ 6(8)сек, с чехлос Т≤60сек

3. большой инерционности Т ≥ 8сек, с чехлом Т ≥ 60 сек

12. Погрешности тэп от непостоянства температуры "холодных" спаев и способы их устранения.

Для правильного измерения температуры необходимо выполнить два условия:

• Отнести холодный спай в зону с постоянной температурой. В результате, как бы холодный спай переноситься из головки к клеммам вторичного прибора.

• Внести поправку на температуру холодных спаев

Способы устранения погрешности от непоятоянства температуры холодных спаев:

1. Способ устранения погрешности с помощью градировочной характеристики или таблиц

Пусть температура холодных спаев больше от 0°С,

t₀ ↑ => t₀’ > t₀ в этом случае Т-ЕДС не равна градировочной характеристике t₀ ↑ => t₀’ > t₀ =>E(t , t₀’) ≠ E(t , t₀)

Определим разность между градировочным значением и значением в данной ситуации

E(t , t₀) - E(t , t₀’) = e(t) – e(t₀) – e(t₀’) (1)

E(t , t₀) - E(t , t₀’) = e(t₀’) – e(t₀) = E(t₀’,t₀) (2)

E(t , t₀) = E(t , t₀’) + E(t₀’,t₀) (3)

E(t , t₀) = E(t , t₀’) – E(t₀’,t₀) (4) для того случая когда минусовая температура

2. С пособ термостатирования холодных спаев (поддержание постоянной температуры холодных спаев.

Термостаты:

• сосуд дюара (рис 7.а)

• водяные (+20 ± 5°С)

• воздушные (+50 ± 0,5°С)

Теп типа ТПР не требует применение компенсационных проводов

3. Автоматическое введения поправки на температуру холодных спаев.

Э лектрическая схема компенсационной коробки холодных спаев(КХС) представляет собой неуравновешенный измерительный мост.

R₁,R₂,R₃ – резисторы выполненные из сплава манганин (84% Cu+13%Mn+2%Al+1%Fe)

ac – переменное плечо

аb – измерительная диагональ

cd – диагональ питания

Робота схемы:

1. Если температура холодных спаев t₂=t₃, то мост находится в состоянии равновесия . В этом случае потенциал в точке а равен потенциалу в точке b и разность потенциалов=0. Конпенсационная коробка не оказывает на Т-ЭДС.

2. Если t₂.>0°С в этом случае изменилось сопротивление R_м, в измерительной диагонали ав появляеться падение напряжения с значением поправки с изменившейся температурой холодных спаев U_ab>0.

КХС вводит автоматическую поправку в диапазоне температур 12:56 PMt =0÷50°С. Все вторичные приборы оснащены КХС.