 |
|
Конструкция термопар
При конструировании термопар большое внимание уделяется выбору материала защитной арматуры и изоляции. Арматура термопары должна быть газонепроницаемой, хорошо проводящей тепло, механически стойкой и жароупорной. Кроме того, она не должна при нагревании выделять газов или паров, разрушающих электроды.
Для защиты термопар из неблагородных металлов при температурах измерения до 600°С применяют стальные трубы без шва. При измерении температуры до 1100°С применяются трубы из нержавеющей стали.
Неметаллические трубы (кварцевые, фарфоровые и т. п.) применяются главным образом для защиты термопар из благородных металлов. Основным недостатком неметаллической арматуры является их механическая непрочность и сравнительно высокая стоимость.
При измерении высоких температур в топках и других подобных объектах применяются металлические трубы с водяным охлаждением.
Для изоляции термоэлектродов друг от друга применяется асбест — до 300°С, кварцевые трубки или бусы — до 1000°С, фарфоровые трубки или бусы — до 1300 — 1400 С.
Большое внимание при конструировании термопары обращается на конструкцию головки, которая во многом определяет эксплуатационные качества термопары. На рис.6 приведена хромель-копелевая термопара общепромышленного назначения с водозащищенной головкой и с передвижным фланцем. Защитная труба выполнена из стали 20, либо из стали 1Х18Н9Т.
В конструкции предусмотрены выводы соединительных проводов с гибким металлическим шлангом (тип ТХК-040)и без него (тип ТХК-050). Корпус головки 2 термопары выполнен. из модифицированного чугуна. Резьбовая крышка 8 головки обеспечивает полную водозащищенность при наличии смазки резьбы. Колодка 4 выполнена из фарфора. Зажимы 5 имеют возможность перемещаться в колодке вверх и вниз (плавающие). На рис. 7 изображена конструкция термопары с неподвижным резьбовым штуцером, т. е. имеющая одну определенную глубину погружения, в отличие от предыдущей, в которой глубина погружения определяется установкой передвижного фланца.
Материалом электродов служит хромель-копель (тип ТХК-150 с гибким шлангом и тип ТХК-160 без него) и хромель-алюмель (тип ТХА-150 с гибким шлангом и тип ТХА-160 без него). Защитные оболочки первых выполняются из стали 20 и стали 1Х18Н9Т, вторых — стали Х28. Рассмотренные термопары предназначены для работы при внешнем давлении до 50 ат. Время установления описанных термопар при перепаде температуры от 20 до 100°С при недоходе до установившегося показания на 5% составляет около 6 — 8,5 мин.
В ряде случаев такая инерционность не удовлетворяет требованиям эксплуатации, а поэтому выпускаются малоинерционные термопары (типа ТХК-ЗОО, ТХК-310, ТХК-470, ТХК-480, ТХА-ЗО, ТХА-470, ТХА-480).
Для трубопроводов и аппаратов высокого давления (до 250 am) выпускаются малоинерционные термопары (рис. 8) с защитной арматурой, выполненной в виде бруса равного сопротивления, что повышает динамическую прочность оболочки, изготавливаемую из стали 2Х13 (типа ТХК-200, ТХА-200, ТХК 210, ТХА-210).
На рис. 9 показана термопара с платинородий - платиновыми термоэлектродами типа ТПП-320 с гибким шлангом и типа ТПП-330 без него. Термопара имеет фарфоровую защитную трубу, в. свою очередь защищенную металлической трубой.
Эта термопара пригодна . Для работы при температурах до 1300°С (длительно).
Для измерения температуры поверхности тела выпускаются так называемые поверхностные термопары. На рис. 10 изображена поверхностная термопара (типа ТХК-540), служащая для измерения температуры поверхностей труб в вертикальных трубчатых печах (колоннах).
Рис. 6. Термопара общепромышленная с водозащитной головкой.
Рис. 7. Термопара общепромышленная с неподвижным резьбовым штуцером.
Рис. 8. Малоинерционная Рис. 9. Термопара с платинородий -
термопара для высокого платиновыми термоэлектродами с фарфоровым
давления. наконечником.
|
Вывод: в ходе выполнения этой лабораторной работы я ознакомился с методами измерения температуры и принципами действия датчиков, построенных на основе этих методов. Изучил недостатки и достоинства каждого из методов.