Primjena termometra termoelementa u hidroenergetskom inženjerstvu

Termometri termometri pripadaju instrumentima za mjerenje temperature kontakta. Mjeri temperaturu na temelju principa termoelektričnog učinka, također poznatog kao Seebeck efekt, i uobičajeno je korišteni element mjernog temperature u instrumentima mjernih temperatura. Ovaj članak uglavnom uvodi primjenu termometra termoelenata u hidroenergetskoj inženjerstvu za referencu čitatelja.

1. Osnovni princip termoelementa
Termometri termometri pripadaju instrumentima za mjerenje temperature kontakta. Mjeri temperaturu na temelju principa termoelektričnog učinka, također poznatog kao Seebeck efekt, i uobičajeno je korišteni element mjernog temperature u instrumentima mjernih temperatura. Spojite vodiče A i B različitih materijala u zatvorenu petlju, s jednim kraj u kontaktu s mjernom točkom temperature nazvanom mjerni kraj (ili radni kraj), a drugi kraj nazvan referentni kraj (ili slobodni kraj). Ako je temperatura t i t {{{0}} na mjernom kraju i referentni kraj različit, termoelektrični potencijal EAB (t, t 0) generira se između A i B u krugu, što se naziva efektom Seebeckov ili termoelektričnim efektom. Veličina EAB varira od materijala vodiča A i B, kao i temperature T i T 0 na oba kraja. Ova vrsta kruga naziva se prototip termoelementa. U praktičnim primjenama, jedan kraj A i B zavaren je zajedno kao mjerni kraj termoelementa i postavljen na izmjerenu temperaturu t, dok je referentni kraj odvojen i povezan s instrumentom zaslona žicom, a temperatura T0 na kontaktnoj točki referentnog kraja je stabilna. Potencijal mjeren instrumentom zaslona samo se odnosi na izmjerenu temperaturu.
Kad je treći metalni materijal spojen na krug termoelementa, sve dok je temperatura dvaju kontakata materijala ista, termoelektrični potencijal koji generira termoelement ostat će nepromijenjen i neće utjecati na spajanje trećeg metala na krug. Stoga, kada se koristi termoelement za mjerenje temperature, mjerni instrument može se spojiti za mjerenje termoelektričnog potencijala, a temperatura izmjerenog medija može se odrediti.
Prema odnosu između termoelektričnog potencijala i temperaturne funkcije. Može se pretvoriti u tablicu kalibracije termoelementa. Tablica diplomiranja dobiva se pod uvjetom slobodne temperature na =0 stupnjeva. Različiti termoparovi imaju različite tablice diplomiranja.
Teoretski, bilo koje dvije vrste vodiča mogu se konfigurirati u termoelement, ali u stvarnosti se ne mogu svi materijali koristiti za izradu termoelementa. Stoga materijal termoelektričnih elektroda mora ispunjavati sljedeće zahtjeve:
(1) Materijali za termoelementaciju mogu stvoriti visoki termoelektrični potencijal kada se podvrgava temperaturi, a odnos između termoelektričnog potencijala i temperature poželjno je linearni ili približno linearni odnos s jednom vrijednošću;
(2) Može mjeriti visoke temperature i primijeniti se u zemlji u širokom temperaturnom rasponu. Nakon dugotrajne uporabe, njegova fizička i kemijska svojstva kao i termoelektrične karakteristike ostaju stabilne;
(3) materijal je potreban za koeficijent niske temperature otpornosti, visokog električnog otpora, dobre vodljivosti i malog toplinskog kapaciteta; Dobra obnovljivost, prikladna za masovnu proizvodnju i razmjenu i lako razvijati jedinstvenu tablicu ocjenjivanja;
(4) dobre mehaničke performanse i ujednačen materijal;
(5) Obilni resursi i pristupačne cijene.
Kako bi se osigurao pouzdan i stabilan rad termoelepaleta, potrebni su sljedeći zahtjevi:
(1) zavarivanje dviju termoelektričnih elektroda koje čine termoelement mora biti čvrsto i sigurno;
(2) dvije termoelektrične elektrode trebaju biti dobro izolirane jedna od druge kako bi se spriječile kratke spojeve;
(3) veza između kompenzacijske žice i slobodnog kraja termoelementa treba biti prikladna i pouzdana;
(4) Zaštitni rukav treba osigurati dovoljnu izolaciju između termoelektrične elektrode i štetnog medija. Karakteristike termometra termoelementa uključuju:
(1) Visoka točnost mjerenja. Budući da je termoelement u izravnom kontaktu s izmjerenim objektom i na njega ne utječe intermedijarni medij.
(2) Široki raspon mjerenja. Uobičajeno korišteni termoparovi mogu kontinuirano mjeriti od -50 do +1600 stupnja, dok neki posebni termoparovi mogu mjeriti temperature niže poput -269 stupnja (poput zlatnog nikla niklava) i kao visok AS +2800 (poput turnsten Rhenion.
(3) Jednostavna konstrukcija i jednostavna za upotrebu. Termoparovi se obično sastoje od dvije različite vrste metalnih žica i nisu ograničeni veličinom ili otvaranjem. Izvana imaju zaštitne rukave, što ih čini vrlo prikladnim za upotrebu. Termokuj je element osjetljivosti na temperaturu koji može pretvoriti temperaturne signale u termoelektrične potencijalne signale. Surađujući s električnim mjernim instrumentima, izmjerena temperatura može se mjeriti.
2. Odabir termoelektričnog termometra
Uobičajeno korišteni termoelerovi mogu se podijeliti u dvije kategorije: standardni termoparovi i nestandardni termoelezori. Standardni termoelement odnosi se na termoelement čiji su termoelektrični potencijal i temperaturni odnos, dopuštena pogreška i objedinjena standardna skala navedena u ***** Standard, a za odabir je dostupan podudarni instrument zaslona. Ne standardizirani termoparovi nisu tako široko korišteni ili istog redoslijeda veličine kao standardizirani termoparovi i uglavnom nemaju objedinjenu tablicu kalibracije. Oni se uglavnom koriste za mjerenja u određenim posebnim prilikama. Standardizirani termoparovi proizvode se prema IEC ****** standardima. Podjele termoparova uglavnom uključuju S, R, B, N, K, E, J, T itd. Među njima, S, R i B pripadaju termoparovima dragocjenih metala, dok N, K, E, J i T pripadaju jeftinim metalnim termoulesima.
Karakteristika S skale su snažne performanse antioksidanata, pogodna za kontinuiranu upotrebu u oksidirajućoj i inertnoj atmosferi, s dugoročnom temperaturom od 1400 stupnjeva i kratkoročnom temperaturom od 1600 stupnjeva. Među svim termoparovima, razina točnosti oznake S skale je * * * visoka i obično se koristi kao standardni termoelement;
U usporedbi sa S skalom, R skala ima gotovo identične performanse, osim za 15% povećanje termoelektričnog potencijala;
Oznaka B divizije ima vrlo mali termoelektrični potencijal na sobnoj temperaturi, tako da kompenzacijske žice uglavnom nisu potrebne tijekom mjerenja. Njegova dugoročna temperatura upotrebe je 1600 stupnjeva, a njegova kratkoročna temperatura upotrebe je 1800 stupnjeva. Može se koristiti u oksidiranju ili neutralnim atmosferama, kao i za kratkotrajnu upotrebu u vakuumskim uvjetima.
Karakteristike N skale su snažna otpornost na oksidaciju visoke temperature na 1300 stupnjeva, dobra dugotrajna stabilnost termoelektričnog potencijala i obnovljivost kratkoročnih toplinskih ciklusa i dobra otpornost na nuklearno zračenje i nisku temperaturu. Može djelomično zamijeniti termoelement S skale;
Karakteristika K skale su snažne performanse antioksidanata, pogodna za kontinuiranu upotrebu u oksidirajućoj i inertnoj atmosferi, s dugoročnom temperaturom od 1000 stupnjeva i kratkoročnom temperaturom od 1200 stupnjeva. Široko se koristi u svim termoparovima;
Karakteristična oznaka e-povizije je da ima velik termoelektrični potencijal i visoku osjetljivost među najčešće korištenim termoparovima. Prikladno za kontinuiranu upotrebu u oksidirajućoj i inertnoj atmosferi, s temperaturnim rasponom 0-800 stupnja;
Karakteristika oznake J Division je da se može koristiti i u oksidirajućoj atmosferi (s gornjom temperaturnom granicom od 750 stupnjeva) i smanjenju atmosfere (s gornjom temperaturnom granicom od 950 stupnjeva), a otporan je na koroziju H2 i CO plina. Obično se koristi u rafiniranju i kemijskoj industriji;
Karakteristika T-skale je ta što ima najveću razinu točnosti među svim niskobudžetnim metalnim termoelezorima, a obično se koristi za mjerenje temperatura ispod 300 stupnjeva.
Zbog činjenice da su materijali termoparova općenito skupo (posebno kada se koriste plemeniti metali), a udaljenost između mjerne točke temperature i instrumenta je daleko, kako bi se uštedjeli materijali termoelementa i smanjili troškove, kompenzacijske žice obično se koriste za proširenje hladnog kraja (slobodni kraj) termoelektiranja na terensku stabilnu kontrolnu sobu. Treba istaknuti da je funkcija žice za kompenzaciju termoelementa samo proširenje termoelektrične elektrode i premještanje hladnog kraja termoelementa na terminal instrumenta u upravljačkoj sobi. Ne može eliminirati utjecaj temperaturnih promjena na hladnom kraju na mjerenje temperature i nema učinak kompenzacije. Stoga se moraju koristiti i druge metode korekcije za nadoknadu utjecaja temperature hladnog kraja t {{0}} ≠ 0 stupnjeva na mjerenje temperature.
Kada koristite žice za kompenzaciju termoelementa, važno je osigurati da model odgovara i polaritet nije pogrešno povezan. Temperatura na kraju povezivanja između kompenzacijske žice i termoelementa ne smije prelaziti 100 stupnjeva. Model kompenzatora temperature hladnog spajanja trebao bi odgovarati modelu termoelementa i koristiti se unutar navedenog raspona temperature; Pri spajanju kompenzatora temperature hladnog spajanja na termoelement, polaritet se ne bi trebao pogrešno povezati; Podesite početnu točku instrumenta na temelju ravnotežne temperature kompenzatora, tako da pokazivač označava temperaturu na točki ravnoteže; Instrumenti zaslona s automatskim mehanizmima kompenzacije nemaju instalirani kompenzatori; Kompenzatori se moraju redovito pregledavati i kalibrirati.
Termometri termoeleva imaju širok spektar primjene u industrijskoj proizvodnji. Odabir termoparova prvo bi se trebao temeljiti na gornjoj granici izmjerene temperature, a treba izvršiti ispravan izbor elektroda termoelementa i zaštitnih rukava; Odaberite specifikacije i dimenzije termoelementa na temelju karakteristika strukture i instalacije ispitivanog objekta. Termoparovi se mogu klasificirati u uobičajeni industrijski tip, oklopni tip i posebnu vrstu prema njihovom strukturnom obliku.