Термоэлектрические термометры (термопары)

Термоэлектрические термометры (термопары) являются первичными преобразователями, выходной сигнал которых измеряют магнитоэлектрическими милливольтметрами или автоматическими потенциометрами. Термоэлектрический термометр, простейшая цепь которого показана на рис. 4.8, а, представляет собой чувствительный элемент, выполненный в виде двух проводников из разных металлов (или полупроводников) со спаянными концами. Сущность термоэлектрического эффекта заключается в том, что в месте соединения двух проводников из разных металлов возникает электродвижущая сила, называемая термоэлектродвижущей (сокращенно термо-ЭДС).

Р ис. 4.8. Простейшая термоэлектрическая цепь (а) и общий вид термоэлектрического термометра (б): 1 - свободный конец; 2 - рабочий конец; 3 - термоэлемент; 4 - жароупорный наконечник; 5 - металлический чехол; 6 - фарфоровые изоляторы: 7 - головка термометра с зажимами; А, Б - проводники из разных металлов

Термо-ЭДС зависит от материала проводников А и Б, составляющих термоэлектрический термометр, а также от температуры холодного спая, называемого свободным концом 1. Термоэлектрические термометры имеют стабильную характеристику: термо-ЭДС, развиваемая ими, стандартизована, что делает термоэлектрические термоменты взаимозаменяемыми.

Верхний предел температур, измеряемых термоэлектрическими термометрами, зависит от их типа. Так, термометр, например 2200 для вольфрамрениевых.

Термопреобразователи сопротивления.

Термопреобразователи сопротивления (термометры сопротивления) широко применяют во всех отраслях промышленности для измерения температуры в трубопроводах, технологическом оборудовании, электрических вращающихся машинах, нагревательных печах, а также в производственных помещениях.

Действие термопреобразователей сопротивления основано на свойстве применяемых в них проводниковых материалов (химически чистой платины или меди) изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры.

Платиновые термопреобразователи сопротивления применяют для измерения температуры от -260 до +1100°С. Чувствительный элемент такого термопреобразователя (рис. 4.11) изготовлен из платиновой проволоки 1 диаметром 0,05...0,08 мм, намотанной на слюдяную пластинку 4 (каркас) с зубчатой нарезкой, и помещен в защитную арматуру 8.

Рис. 4.11. Платиновый термопреобразователь сопротивления: 1 - платиновая проволока; 2 - каркас; 3 - серебряная лента; 4 - слюдяная пластинка; 5 - выводы; 6 - чувствительный элемент; 7 - оксид аммония; 8 - защитная арматура; 9 - зажим; 10 - крышка; 11 - головка; 12, 13 - штуцера под кабель и штуцер для крепления оправы; 14 - изоляторы

Медные термопреобразователи сопротивления для измерения температуры от -50 до +200°С изготовляют из медной изолированной проволоки диаметром 0,1...0,2 мм, а выводы - из медной луженой проволоки диаметром 1... 1,5 мм.

Вторичными измерительными приборами для термопреобразователей сопротивления служат логометры и уравновешенные мосты.

11. Автоматизация тепловых вводов

Различают зависимые и независимые схемы присоединения.По зависимой схеме вода из тепловой сети непосредственно поступает в приборы абонентской установки (присоединение осуществляется через элеватор, через подмешивающие насосные установки или непосредственным присоединением к тепловой сети). При независимой схеме вода проходит через теплообменник (пароводяной или водоводяной подогреватель), в котором нагревает вторичный теплоноситель, используемый в абонентской установке.

Для работы элеватора необходимо иметь на абонентском вводе значительную разность напоров между подающей и обратной линиями теплосети, за счет которой создается повышенная скорость воды на выходе из сопла элеватора, необходимая для создания эффекта инжекции.

Присоединение систем отопления по схемам с насосным подмешиванием производится:

а) при недостаточном для работы элеватора располагаемом напоре на тепловом вводе (насос устанавливают на перемычке между подающим и обратным трубопроводами);

б) при необходимости увеличения располагаемого напора (насос устанавливают на подающем трубопроводе после подмешивающей перемычки);

в) при давлении в обратном трубопроводе, превышающем допустимое для данной системы (насос устанавливают на обратном трубопроводе от системы отопления).

Системы отопления присоединяются по независимой схеме при необходимости изоляции систем от тепловой сети.

При автоматическом регулировании тепловых вводов основным является: поддержание постоянного расхода и давления теплоносителя, регулирование температуры теплоносителя при присоединении системы отопления по независимой схеме и защита системы отопления от повышения давления и опорожнения.

Рассмотрим функциональную схему автоматизированного теплового узла с элеваторным присоединением системы отопления к тепловым сетям (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Функциональная схема автоматизации теплового узла с элеваторным присоединением к тепловым сетям: 1 - термометры; 2 - диафрагма; 3 - водомер; 4 - технические манометры; 5 - регулятор расхода

Для поддержания постоянного расхода теплоносителя на подающем трубопроводе установлен регулятор расхода прямого действия типа УРРД. Отбор давления можно производить до и после диафрагмы или на подающем (до элеватора) и обратном (пунктирная линия) трубопроводах системы отопления. При уменьшении перепада давления на диафрагме регулирующий клапан начинает открываться, увеличивая расход теплоносителя, а при увеличении перепада постепенно закрывается. Таким образом поддерживается постоянный расход теплоносителя в системе отопления. Для местного контроля давления и температуры теплоносителя установлены технические манометры и термометры. Расход теплоносителя определяется с помощью водомера.

При непосредственном присоединении системы отопления схема автоматизации аналогична рассмотренной.

Если статическое давление системы отопления выше статического давления тепловой сети, для предотвращения опорожнения системы и защиты сети от повышения давления на обратном трубопроводе устанавливают редуктор давления.

В системе автоматизированного теплового узла с защитой системы от опорожнения (рис. 8.2) постоянство расхода теплоносителя обеспечивается регулятором расхода прямого действия типа УРРД, установленным на подающем трубопроводе.

Рис. 8.2. Функциональная схема автоматизации теплового узла с защитой системы отопления от опорожнения: 1 - регулятор расхода; 2 - блокировочное реле; 3 - регулятор давления

Защита от опорожнения осуществляется регулятором давления прямого действия типа УРРД совместно с блокировочным реле. Блокировочное реле настраивается на срабатывание при достижении предельно допустимого низкого давления, сигнал передается на регулятор давления и клапан закрывается, предохраняя систему от опорожнения.

Для защиты теплового узла от повышенного давления в подающей магистрали тепловой сети (рис. 8.3) установлен регулятор расхода прямого действия (типа УРРД) совместно с блокировочным реле. При повышении давления в подающем трубопроводе срабатывает блокировочное реле и закрывается регулятор. В нормальном режиме регулятор поддерживает постоянный расход теплоносителя, поступающего в систему отопления.

Рис. 8.3. Функциональная схема автоматизации теплового узла с защитой от повышения давления: 1 – регулятор расхода; 2 – блокировочное реле

Рис. 8.4. Функциональная схема автоматизации теплового ввода с насосным подмешиванием

Примером автоматизации тепловых вводов с насосным подмешиванием (рис. 8.4) может служить схема автоматизации теплового ввода с недостаточным для работы элеватора располагаемым напором. Постоянное давление теплоносителей в прямой и обратной линиях поддерживается регуляторами давления прямого действия 1 типа УРРД. Вода из обратной линии подмешивается насосом 3; насос 2 является резервным.