1-прижимная скоба; 2-винт крепления электрода; 3-винт для зажима компенсационного провода; 4-клеммы; 5-головка термопары; 6-панель зажимов; 7-форфоровая изоляция; 8-защитный чехол; 9-жароупорный наконечник; 10- термоэлектроды; 11- фарфоровый наконечник; 12-рабочий конец; 13-выводной штуцер; 14-уплотнительная набивка; 15-крышка головки.

Рисунок 5 - Конструкция термопары

Независимо от конструкции термопара должна удовлетворять следующим требованиям: изоляция термоэлектродов должна исключать возможность короткого замыкания и электрических утечек. Термоэлектроды должны быть защищены от механических повреждений и химического воздействия измеряемой среды. Термоэлектродные провода должны быть надежно подключены к термопаре.

Пределы основных допустимых погрешностей термопар в диапазоне свыше ЗОО о С до верхнего предела измерения вычисляются но формулам :

- для ТПП 0,01 +2,5* 10-5 (t-300) мВ

- для ТХА 0,16+2,0*10-4 (t-300) мВ

- для ТХК 0,2-6,0* 10 -4(t-300) мВ

Для правильного измерения температуры термоэлектрическим методом необходимо обеспечить постоянство температурь холодного спая. Для этого применяют специальные термоэлектродные провода, с помощью которых холодный спай из зоны переменных и относительно высоких температур в головке термометра переносится в зону с постоянной и низкой температурой. Термоэлектродные провода в паре между собой должны развивать такую же термоЭДС, что и термопара при той же температуре.

Интервал температур, в котором соблюдается указанное равенство термоЭДС, должен быть не меньше возможной разницы температурами на зажимах головки термопары и холодным спаем (обычно не более 150°С). Термоэлектродные провода часто называют компенсационными. При присоединении термоэлектродных проводов к термопаре должна быть соблюдена полярность: положительный электрод (в названии преобразователя стоит первым) соединяется с положительной жилой провода. Ошибка в полярности приводит к уменьшению замеряемой термоЭДС и занижению показаний.

2 ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОПАР, ТРЕБОВАНИЯ К ХАРАКТЕРИСТИКАМ

Термопары применяют в устройствах для измерения температуры и в различных автоматизированных системах управления и контроля. В сочетании с электроизмерительным прибором (милливольтметром, потенциометром и тому подобное) термопары образует термоэлектрический термометр. Измерительный прибор подключают либо к концам термоэлектродов (рисунок 6а), либо в разрыв одного из них (рисунок 6 б). При измерении температуры, один из спаев осязательно термостатируется (обычно при 273К).

1-измерительный прибор, 2-компенсационные провода,

3,4-термоэлектроды.

Рисунок 6 - Способы подключения измерительных приборов.

В зависимости от конструкции и назначения различают термопары: погруженные и поверхностные, с обыкновенной взрывобезопасной, влагонепроницаемой или иной оболочкой (герметичной или не герметичной),

а так же без оболочки, обыкновенные, вибротряскоустойчивые и ударопрочные, стационарные и переносные и так далее. Для получения показания, измерения, регистрации, выработки сигнала регулирования к термоэлектрическому термометру подключают вторичные приборы. Вторичные приборы, работающие с термопарами:

1) Потенциометры (КСП)

-КСП-4 - полногабаритный с диаграммной лентой

-КСП-3 - малогабаритный с диаграммным диском

-КСП-2 - малогабаритный с диаграммной лентой

-КСП-1 - миниатюрный с диаграммной лентой

-КПП-1 - миниатюрный с плоской шкалой

-КВП-1 - миниатюрный с вращающимся циферблатом.

2) Милливольтметры-,

-Ш69003 - допускают подключение одной термопары

-Ш4500- допускают подключение одной термопары

-Ш4540- допускают подключение одной термопары

-Ш4542- допускают подключение одной термопары

-Ш69004- допускают подключение 12-ти термопар (работает по 12-ти каналам)

-Ш4541- осуществляют двухпозиционное регулирование температуры

-Ш4501- осуществляют двухпозиционное регулирование температуры

Теперь рассмотрим подробнее применение каждого вида термопар подробнее. Термопары платинородиевые –платиновые и платинородий – платинородиевые предназначены для кратковременного измерения температуры расплавов меди в конверторах и газов под сводом отражательной печи, температуры горячего дутья доменных печей и температуры купола воздухонагревателя при воздействии на брызгозащищенную головку температуры -45…+85 °С, брызг воды, падающих в любом направлении.

Преобразователи типа ТПР и ТПП предназначены для измерения температуры воздуха, инертных газов, не содержащих веществ, вступающих во взаимодействие с материалом термопары преобразователя, а также они применяются для кратковременного измерения температуры расплавленной стали контактным методом, т.е. непосредственным погружением в жидкий металл.

Преобразователи термоэлектрические типа ТХА (хромель-алюмелевые) предназначены для измерения температуры различных средств:

-температуры пара в котельных установках.

-температуры фундамента доменной печи при атмосферном давлении.

-температуры корпусов и головок червячных прессов для переработки пластмасс и резиновых смесей.

-температуры выхлопных газов, воды.

-температуры воды с содержанием борной кислоты до 16 г/л и тиосульфата натрия до 1% по массе при давлении 18МПа; бетонной защиты металлоконструкций реакторы в условиях постоянного воздействия быстрых нейтронов, тепловых нейтронов и y-излучения.

-температуры азотоводородной смеси и газов после сгорания природного газа, моноэтаноламинового раствора во взрывоопасных помещениях всех классов и наружных установках.

Преобразователи типа ТХК (хромель-копелевые) предназначены для измерения температуры поверхности твердых тел в промышленных условиях, жидких и газообразных средств в промышленных условиях, а также для измерения температуры электрообогрева и в паровых камерах обжарки пищевых изделий.

Преобразователи типа ТВР (вольфрам-рениевые) предназначены для измерения температуры в водородных электропечах в условиях сухого и увлажненного водорода в пределах 300… 1800 С при избыточном давлении измеряемой среды 5,33 кПа, а также для кратковременного измерения температуры в высокотемпературных печах с вольфрамовыми или молибденовыми нагревателями в среди «чистого» аргона при избыточном давлении 20…30 кПа или в вакууме.

В нефтехимической промышленности широко применяют радиационные пирометры РАПИР- приборы, предназначены для измерения температуры тела по тепловому действию его суммарного излучения. Они применяются для измерения температур в пределах от 100 до 2500 С. Для измерения температуры в них обычно применяют батарею последовательно включенных термопар, ЭДС которых измеряется автоматическим потенциометром.