Термоэлектрические термометры

Для измерения температуры в металлургии наиболее широкое распространение получили термоэлектрические термометры, работающие в интервале температур от -200 до +2500 ⁰C и выше. Данный тип устройств характеризует высокая точность и надежность, возможность использования в системах автоматического контроля и регулирования параметра, в значительной мере определяющего ход технологического процесса в металлургических агрегатах.

С ущность термоэлектрического метода заключается в возникновении ЭДС в проводнике, концы которого имеют различную температуру. Для того, чтобы измерить возникшую ЭДС, ее сравнивают с ЭДС другого проводника, образующего с первым термоэлектрическую пару AB (рис. 3), в цепи которой потечет ток.

Электрические термометры сопротивления

В металлургической практике для измерения температур до 650⁰С применяются термометры сопротивления (ТС), принцип действия которых основан на использовании зависимости электрического сопротивления вещества от температуры. Зная данную зависимость, по изменению величины сопротивления термометра судят о температуре среды, в которую он погружен. Выходным параметром устройства является электрическая величина, которая может быть измерена с весьма высокой точностью (до 0.02⁰С), передана на большие расстояния и непосредственно использована в системах автоматического контроля и регулирования.

В качестве материалов для изготовления чувствительных элементов ТС используются чистые металлы: платина, медь, никель, железо и полупроводники.

Сопротивление полупроводников с увеличением температуры резко уменьшается, т. е. они имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления практически на порядок больше, чем у металлов. Полупроводниковые термометры сопротивления (ТСПП) в основном применяются для измерения низких температур (1.5  400 К).

Достоинствами ТСПП являются небольшие габариты, малая инерционность, высокий коэффициент . Однако они имеют и существенные недостатки:

1. нелинейный характер зависимости сопротивления от температуры;

2. отсутствие воспроизводимости состава и градуировочной характеристики, что исключает взаимозаменяемость отдельных ТС данного типа. Это приводит к выпуску ТСПП с индивидуальной градуировкой.

Бесконтактные методы

Методы измерения температуры тел по их излучению

Измерение высоких температур путем непосредственного сопри­косновения измеряе­мой среды с термометром (контактным путем) часто практически неосуществимо. Нередко при измерениях отно­сительно невысоких температур контактный путь измерения также не­желателен из-за больших трудно определимых систематических погрешностей или невоз­можен по технологическим или конструк­тивным соображениям (например, при измерениях температуры поверхностей вращающихся тел). Во всех этих случаях можно изме­рять тем­пературу тел по их излучению бесконтактным путем. Для этого применяют пирометры-тер­мометры, действие которых осно­вано на использовании теплового излучения нагретых тел.

Возможность измерения температуры тел по их излучению была известна давно. Широко применялся прежде метод визуальных измерений температуры тел по цветам каления. При нагревании, начиная примерно с температур 550 °С, тела постепенно меняют свой цвет от темно-красного до ослепительно белого. Цвета каления являются результирующим ощущением, вызванным всем комплексом лу­чей участка видимого излучения. Такой метод измерения весьма субъективен и мо­жет дать хорошие результаты лишь при большом опыте наблюдений за нагреванием изделий из одного и того же однородного материала. В настоящее время этот метод измерения применяется очень редко.

Измерение температуры тел по их излучению можно проводите различными методами. Чаще всего пользуются следующими тремя методами:

1. яркостным — по спектральной интенсивности излучения телом лучей определенной длины волны (фотометрическим измере­нием яркости тела в монохроматическом свете) — по величине J (или В );

2. радиационным — по плотности интегрального излучения (по излучательной способности) тела — по величине Е;

3. цветовым — по отношению спектральной интенсивности, из­лучения телом лучей двух определенных длин волн — по отноше­нию J : J

Яркостные измерения температуры

Определение температуры по спектральной интенсивности излучения принципиально возможно для любой длины волны, а у при­боров с визуальным отсчетом — для любой длины волны видимого спектра. Практически же опреде­ляют температуру по интенсивности излучения обычно в красной об­ласти видимого спектра на волнах длиной =0,65 мк.

Радиационные измерения температуры

Приборы для измерения температуры по плотности интеграль­ного излучения волн всех длин градуируются обычно на излучение абсолютно черного тела и показывают не действительную темпера­туру Т_д, реального тела, а более низкую, так называемую радиа­ционную температуру Т_р.

Радиационной температурой Т_р называют температуру, при которой плотность интегрального излучения абсолютно черного тела равна плотности интегрального излучения реального тела при температуре Т_д

Цветовые измерения температуры

Существует несколько понятий цветовой температуры. Чаще всего под цветовой температурой тела понимают температуру Т_ц, при которой отношение А интенсивностей излучения абсолютно чер­ного тела для двух произвольно выбранных длин волн равно такому же отношению интенсивностей излучения реального тела для тех же длин волн при температуре Т_Д.

НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ СОВРЕМЕННЫХ ТЕРМОМЕТРОВ.

Термометры биметаллические игольчатые ТБИ:

Предназначение:

Применяются для контроля температуры при хранении и переработке мясомолочной продукции, в производстве жидких смесей укладке асфальта и бетона.

Термометры биметаллические ТБ с осевым штуцером

Предназначение:

Измерение температуры в диапазоне от -35 до +600 °С в системах отопления, водоснабжения, промышленном производстве.

Индикатор инкубаторный ИИ