Преобразователи термоэлектрические

Материал из Контрольно-измерительные приборы и автоматики
Перейти к: навигация, поиск

Термоэлектрические преобразователи (ТП) с металлическими электродами предназначены для измерения температуры в комплекте с милливольтметрами, автоматическими потенциометрами, измерительными преобразователями и устройствами связи с объектом УВМ. Технические характеристики приборов приведены в таблице 3.3.

3.3. Номинальные статические характеристики термоэлектрических преобразователей (термопреобразователей)

Номинальные статические характеристики (НСХ) преобразования термоэлектрических преобразователей, представляющие зависимость термоЭДС (мВ) различных термоэлектрических преобразователей от температуры рабочего спая (температура свободных концов принята равной 0 °С), изображены на рисунке 3.3.

Номинальные статические характеристики соответствуют ГОСТ 3044—84, который удовлетворяет международным требованиям (см. стандарт МЭК 584-1).

Технические характеристики часто употребляемых термоэлектрических преобразователей даны в таблицах 3.4, 3.5 и 3.6.


3.4. Термопреобразователи. Примеры конструктивного оформления некоторых термоэлекрических преобразователей

Примеры конструктивного оформления некоторых термоэлекрических преобразователей показаны на рисунке 3.4. Чувствительный элемент представляет собой два термоэлектрода, сваренных между собой на рабочем конце в термопару (рабочий спай) и изолированных по всей длине при помощи керамической трубки.

Изолированный чувствительный элемент помещается в защитную арматуру, в комплект которой входит водозащищенная головка с колодкой зажимов. Двойные термоэлекрические преобразователи имеют два электрически изолированных чувствительных элемента. Рабочий спай может быть изолирован или соединен с защитной арматурой.


3.5. Принципиальная электрическая схема милливольтметра в комплекте с термоэлектрическим преобразователем

Свободные концы термоэлекрических преобразователей через колодку зажимов присоединяются к вторичному прибору или преобразователю.

В связи с тем, что в производственных условиях температура свободных концов термоэлекрических преобразователей обычно отличается статических характеристик преобразования, в показания прибора необходимо вводить поправку. Её можно производить расчетным путем, методом переноса свободных от температуры, при которой составлялись таблицы номинальных концов термоэлекрических преобразователей в зону постоянной температуры при помощи термоэлектродных проводов (рисунок 3.5), введением в термоэлектрическую цепь компенсирующего напряжения, термостатированием свободных концов с помощью термостата.

В милливольтметрах, автоматических потенциометрах и измерительных преобразователях компенсация температуры свободных концов обеспечивается автоматически.

При выборе типа термоэлектрического преобразователя необходимо руководствоваться следующими положениями:

  • соответствие номинальной статической характеристики преобразования ТП характеристикам вторичных приборов и преобразователей;
  • выбор области применения согласно с таблице 3.4;
  • соответствие измеряемой температуры пределам измерения, прочности материала и конструкции защитной арматуры условиям эксплуатации;
  • выбор длины монтажной части, обеспечивающей расположение рабочего спая в середине измеряемого потока (на трубопроводах диаметром менее 50 мм необходимо устанавливать расширители);
  • показатель тепловой инерции (инерционность) удовлетворяет требованиям к динамическим характеристикам.

Масса прибора зависит от типа и монтажной длины и находится в пределах от 0,27 до 4,3 кг.

Исполнение обыкновенное, экспортное, тропическое.



Таблица 3.3. Технические характеристики термоэлектрических преобразователей

Тип Обозначение НСХ Материал термоэлектрода Предельная температура измерения, °С
при длительном применении при кратковременном применении
положительного отрицательного от до
ТМК МК (М) Медь M1 (Cu) Копель МНМц 43—0,5 (56 % Cu + 44 % Ni) −200 100 100
ТХК XK (L) Хромель ТНХ9,5 (90,5 % Ni + 9,5 % Сг) 600 800
ТХА ХА (К) Алюмель НМи АК2-2-1 (94,5 % Ni + 5,5% Al, Si, Mn, Со) 1000 1300
ТПП ПП (S) Платинородий ПР-10 (90% Pt + 10 % Rh) Платина ПлТ (Pt) 0 1300 1600
ТПР ПР (B) Платинородий ПР-30 (70% Pt + 30 % Rh) Платинородий ПР-6 (94 % Pt + 6 % Rh) 300 1600 1800
ТВР BP (А)-1 Вольфрам—рений BP 5 (95 % W + 5 % Re) Вольфрам—рений BP 20 (80 % W + 20 % Re) 0 2200 2500
BP (А)-2 1800
BP (А)-а 1800


Таблица 3.4. Технические характеристики и область применения термоэлектрических преобразователей

Тип Обозначение номинальной статической характеристики Пределы измерения, °С Материал защитной арматуры Длина монтажной части, мм Инерционность, с Условное давление, МПа Устойчивость к механическим воздействням*** Область применения Особенности конструкции
от до
ТХА-0179 * (одинарные и двойные) ХА (К) −50 600 Стали 08X13 и 12Х18Н10Т От 120 до 2000 10; 20; 40 0,4; 6,4 Виброустойчивый, исполнение 1 и 2 Газообразные и жидкие среды, не разрушающие защитную арматуру См. рис. 3.4. Рабочий спай изолирован от защитной арматуры
−50 900 Сталь 08Х20Н14С2
ТХК-0179 * (одинарные и двойные) ХК (L) −50 600 Стали 08X13 и 12Х18Н10Т
ТХА-0179 ХА (К) −50 400 Стали 08X13 и 12Х18Н10Т 10; 20; 40 30 Атмосферное Виброустойчивый, исполнение 1 и 2 Твердые тела См. рис. 3.4. Рабочий спай не изолирован от защитной арматуры
−50 900 80; 100; 160; 250; 320; 400; 500
ТХК -0179 ХК (L) −50 400 10; 20; 40
−50 600 80; 100; 160; 200; 250; 320: 400; 500
ТХА-1172П ХА (К) 0 800 Сталь 12Х18Н10Т 80; 100; 120; 160 60 2,5 Вибростойкий, ударопрочный Выхлопные газы Крепление неподвижным штуцером М27×2
Сталь 10Х17Н13М2Т 10
ТХК-1172П ХК (L) 0 500 Сталь 12Х18Н10Т 80; 100; 120; 160; 200; 250; 320; 400 0,4 То же, водозащищенный со стороны выводов
80; 100; 120; 160 10
ТХК-775 (одинарные и двойные) ХК (L) 0 600 Сталь 12Х18Н10Т 200; 250; 320; 400; 500; 1250; 2000 20; 25 0,25; 6,4 Виброустойчивый, исполнение 1 Азотоводородная смесь и газы после сгорания природного газа, газообразный и жидкий аммиак, природный газ, конвертированный газ, моноэтиноламиновый раствор Головка взрывобез- опасная. Крепление стационарным или передвижным штуцером М20×1,5
ТХА-0279 ** ХА (К) −50 1000 Сталь Х23Ю5 От 160 до 3150 180 0,25; 4,0 Виброустойчивый, исполнение 1 и 2 Газообразные и жидкие среды, не разрушающие защитную арматуру См. рис. 3.4. С изолированным рабочим спаем
−50 800 Сталь 12Х18Н10Т
ТХК-0279 ** ХК (L) −50 600 Стали 0X813; 12Х18Н10Т
ТХА-706-02 (одинарный и двойной) ХА (К) −50 1000 Сталь ХН45Ю От 320 до 2500 60 0,25; 1,6 Виброустойчивый, исполнение 2 Колошниковый и периферийные газы доменного производства, кладка шахты доменной печи Крепление без штуцера и со штуцером М33×2; материал корпуса головки сталь 12Х18Н9Т
ТХА-2174 ХА (К) 0 900 Сталь ХН45Ю От 250 до 630 3; 15 0,4; 16; 32; 64 Виброустойчивый, исполнение 3 Газо- и паротурбинные установки с циклически изменяющейся и стационарной температурой. Скорость изменения температуры в цикле до 150 °С/мин Крепление без штуцера и со штуцером МЗЗ×2; рабочий спай впаян в защитную арматуру.
0 600 Сталь 12Х18Н10Т
ТХКП-XVIII ХК (L) 0 400 Сталь 08X13 2000 40 Атмосферное Виброустойчивый, исполнение 2 Поверхность тел в промышленных условиях Без крепления
ТПП-0679 ПП (S) 0 1300 Окись алюминия или корунд От 320 до 2000 40 Виброустойчивый, исполнение 1 Окислительная и нейтральная среда Крепление посадкой в гнезде
Т1IP-0679 ПР (В) 300 1600
ТПП-0679-01 ПР (S) 0 1300 Без арматуры От 40 до 10 000 5 Воздух, инертные газы, не содержащие веществ, вступающих во взаимодействие с материалом преобразователя Без крепления
ТПР-0679-01 ПР (В) 300 1600
ТПР-0475 ПР (В) 300 1550 Самосвязанный карбид кремния 800 180 Расплав меди, газы под сводом отражательной печи Кратковременное измерение
ТПР-0573 ПР (В) 300 1500 Чехол из самосвязанного карбида кремния в арматуре из стали ХН45Ю От 1250 до 2500 180 0,1 Горячее дутье доменных печей Крепление с помощью установки типа АУТ-7131
ТПР-0779 ПР (В) 300 1600 Корунд высокоплотный От 400 до 1600 60 Атмосферное Виброустойчивый, исполнение 1 Среда, содержащая водород, оксид углерода, пары воды, высшие углеводороды Крепление передвижным штуцером М39×2
ТПР-1273 ПР (В) 300 1300 Сталь ХН45Ю От 800 до 1400 60 Атмосферное или 0,1 (для исполнения со штуцером) Не нормируется Насадка воздухонагревателя на границе раздела динас—каолин Крепление без штуцера и со штуцером М33×2; материал корпуса головки сталь 12Х18Н9Т
ТПР-2075 ПР (В) 1300 1800 Без защитной арматуры 4000; 4500; 6000 2 Атмосферное Не нормируется Расплавленный металл в конвертере, в стальном ковше или в установке непрерывной разливки стали Для кратковременного измерения (длительность погружения 5 с)
ТВР-2075 BP (А)-1 5 Расплавленный металл в электрадуговых печах Для кратковременного измерения (длительность погружения 20 с)
ТПР-1408М ПР (В) 1300 3000 Расплавленный металл в мартеновских печах
ТПР-1418М 3500 40 Виброустойчивый, исполнение 1 Водородные электропечи Кратковременное измерение
ТВР-251 BP (А)-1, BP (А)-2, BP (А)-3 100 Молибден 200; 320; 400 Не нормируется 0,03 или вакуум Печи с вольфрамовыми или молибденовыми нагревателями в среде аргона
ТВР-299 800 1950 Корунд высокоплотный 320; 400; 500 10 0,0004 Водородные электропечи с сухим водородом С водоохлаждаемой арматурой
ТВР-0877 300 1800 Молибден 560; 600; 650; 720; 800; 900 180 Водородные электропечи с увлажненным водородом
ТВР-1338
* Заводские обозначения ТХА (ТХЮ-0179 см. в таблице 3.5.
** Заводские обозначения ТХА (ТХЮ-0279 см. в таблице 3.6.
*** Номер исполнения виброустойчивости соответствует ГОСТ 17167—71


Таблица 3.5. Обозначение термоэлектрических преобразователей типа ТХА(ТХК)-0179 для измерения температуры газообразных и жидких сред

ТХА ТХК ТХА ТХК ТХА Длина монтажной части,
мм
Конструктивное исполнение
(номер рисунка)
Условное давление,
МПа
Инерционность,
с
Материал защитной арматуры, сталь
08X13 12X18Н10Т 08Х20Н14С2
888 888-01 888-02 888-03 888-04 320 Рис. 3.4, а 0,4 40
888-10 888-11 888-12 888-13 888-14 500
888-20 888-21 888-22 888-23 888-24 800
888-30 888-31 888-32 888-33 888-34 1000
888-40 888-41 888-42 888-43 888-44 1250
888-50 888-51 888-52 888-53 888-54 1600
888-60 888-61 888-62 888-63 888-64 2000
889 889-01 889-02 889-03 889-04 120 Рис. 3.4, б 6,4 40
889-10 889-11 489-12 389-13 889-14 160
889-20 889-21 889-22 889-23 889-24 200
889-30 889-31 889-32 889-33 889-34 250
889-40 889-41 889-42 889-43 889-44 320
889-50 889-51 889-52 889-53 889-54 400
889-60 889-61 889-62 089-63 889-64 500
889-70 889-71 889-72 889-73 889-74 630
889-80 889-81 889-82 889-83 889-84 800
889-90 889-91 889-92 889-93 889-94 1000
890 890-01 890-02 890-03 890-04 1250
890-10 890-11 890-12 890-13 890-14 1600
890-20 890-21 890-22 890-23 890-24 2000
891 891-01 891-02 891-03 891-04 120 Рис. 3.4, в 6,4 20
891-10 891-11 891-12 891-13 891-14 160
891-20 891-21 891-22 891-23 891-24 200
891-30 891-31 891-32 891-33 891-34 250
891-40 891-41 891-42 891-43 891-44 320
891-50 891-51 891-52 891-53 891-54 400
891-60 891-61 891-62 891-63 891-64 500
891-70 891-71 891-72 891-73 891-74 630
891-80 891-81 891-82 891-83 891-84 800
891-90 891-91 891-92 891-93 891-94 1000
Примечания:
1. В таблице дано сокращенное обозначение одинарных приборов. Полное обозначение имеет вначале индекс 5Ц2.821, например 5Ц2.821.888-10.
2. Рабочий спай изолирован от защитной арматуры.
3. Модификации 892, не приведенные в данной таблице, аналогичны модификациям 981, но отличаются от них тем, что инерционность — не более 10 с, рабочий спай не изолирован от защитной арматуры.
4. Характеристики двойных TXА (ТХК)-0179 аналогичны приведенным в данной таблице (включая примечание 3), но обозначение приборов отличается от приведенных в таблице добавлением 05. Примеры записи полных обозначений ТХА (ТХК)-0179 (двойных) соответствующие ТХА (ТХК)-0179 (одинарным) в первой строке обозначений данной таблицы: 5Ц2.821.888-05; 5Ц2.821.888-06; 5Ц2.821.888-07; 5Ц2.821.888-08; 5Ц2.821.888-09.


Таблица 3.6. Обозначение термоэлектрических преобразователей типа ТХА(ТХК)-0279

А ТХК Длина монтажной части,
мм
Конструктивное исполнение
(номер рисунка)
Условное давление,
МПа
Материал защитной арматуры—сталь
Х23Ю5 12X18Н10Т 08X13 12Х18Н10Т
894-24 894-40 894-32 894-48 500 Рис. 3.4, д 0,25
894-25 894-41 894-33 894-49 800
894-26 894-42 894-34 894-50 1000
894-27 894-43 894-35 894-51 1250
894-28 894-44 894-36 894-52 1600
894-29 894-45 894-37 894-53 2000
894-30 894-46 894-38 894-54 2500
894-31 894-47 894-39 894-55 3150
894-56 500 Рис. 3.4, е 0,25
894-57 1000
894-58 1600
894 894-12 894-06 894-18 160 Рис. 3.4, г 4,0
894-01 894-13 894-07 894-19 200
894-02 894-14 894-08 894-20 320
894-03 894-15 894-09 894-21 400
894-04 894-16 894-10 894-22 800
894-05 894-17 894-11 894-23 1250
Примечание. В таблице дано сокращенное обозначение приборов.
Полное обозначение имеет вначале индекс 5Ц2.821 например 5Ц2.821.894-24.