Прилагане на термодвоен термометър в инженерството на хидроенергията

Термодвойните термометри принадлежат към инструментите за измерване на контактната температура. Той измерва температурата въз основа на принципа на термоелектрическия ефект, известен също като ефект на Seebeck и е често използван елемент за измерване на температурата в инструментите за измерване на температурата. Тази статия въвежда главно прилагането на термодвойки термометри в хидроенергийното инженерство за справка на читателите.

1. Основен принцип на термодвойката
Термодвойните термометри принадлежат към инструментите за измерване на контактната температура. Той измерва температурата въз основа на принципа на термоелектрическия ефект, известен също като ефект на Seebeck и е често използван елемент за измерване на температурата в инструментите за измерване на температурата. Свържете проводниците A и B от различни материали в затворен контур, като единият край е в контакт с точката на измерване на температурата, наречена измервателен край (или работен край), а другият край, наречен референтен край (или свободен край). Ако температурата t и t {{0}} в измервателния край и референтния край са различни, се генерира термоелектрически потенциал EAB (T, T 0) между A и B във веригата, който се нарича ефект на Seebeck или термоелектричен ефект. Размерът на EAB варира в зависимост от материала на проводниците A и B, както и с температурите T и T 0 в двата края. Този тип верига се нарича прототипна термодвойка. В практически приложения единият край на А и В се заварява заедно като измервателния край на термодвойката и се поставя при измерената температура Т, докато референтният край е разделен и свързан към инструмента за дисплей с проводник, а температурата Т0 в контактната точка на референтния край се поддържа стабилна. Потенциалът, измерен от инструмента за дисплей, варира само в зависимост от измерената температура.
Когато трети метален материал е свързан към верига на термодвойката, стига температурата на двата контакта на материала да е същата, термоелектрическият потенциал, генериран от термодвойката, ще остане непроменен и няма да бъде повлиян от връзката на третия метал към веригата. Следователно, когато се използва термодвойка за измерване на температурата, може да бъде свързан измервателен инструмент за измерване на термоелектрическия потенциал и може да се определи температурата на измерената среда.
Според връзката между термоелектрическия потенциал и температурната функция. Може да се превърне в таблица за калибриране на термодвойката. Таблицата за завършване се получава при условие на свободна крайна температура до =0 степен. Различните термодвойки имат различни таблици за дипломиране.
На теория всички два типа проводници могат да бъдат конфигурирани в термодвойка, но в действителност не всички материали могат да се използват за направата на термодвойка. Следователно, термоелектрическият електрод трябва да отговаря на следните изисквания:
(1) Материалите на термодвойката могат да генерират висок термоелектрически потенциал, когато са подложени на температура, а връзката между термоелектрическия потенциал и температурата е за предпочитане линейна или приблизително линейна връзка с една стойност;
(2) Той може да измерва високите температури и да се прилага вътрешно в широк температурен диапазон. След дългосрочна употреба неговите физически и химични свойства, както и термоелектрически характеристики остават стабилни;
(3) Материалът е необходим, за да има нисък температурен коефициент на съпротивление, високо електрическо съпротивление, добра проводимост и малък топлинен капацитет; Добра възпроизводимост, удобна за масово производство и обмен и лесна за разработване на единична таблица за оценяване;
(4) добри механични характеристики и равномерен материал;
(5) Обилни ресурси и достъпни цени.
За да се гарантира надеждната и стабилна работа на термодвойките, са необходими следните изисквания:
(1) заваряването на двата термоелектрически електрода, съставляващи термодвойката, трябва да бъде твърдо и закрепено;
(2) двата термоелектрически електрода трябва да бъдат добре изолирани един от друг, за да се предотвратят късо съединение;
(3) връзката между компенсиращия проводник и свободния край на термодвойката трябва да бъде удобна и надеждна;
(4) Защитният ръкав трябва да осигури достатъчна изолация между термоелектричния електрод и вредната среда. Характеристиките на термодвойните термометри включват:
(1) Висока точност на измерване. Тъй като термодвойката е в пряк контакт с измерения обект и не се влияе от междинната среда.
(2) широк диапазон на измерване. Често използваните термодвойки могат да се измерват непрекъснато от -50 до +1600 градус, докато някои специални термодвойки могат да измерват температурите до -269 градус (като никел от златен железен никел) и до +2800 степен (като Tungsten Rhenium).
(3) Проста конструкция и лесна за използване. Термодвойките обикновено са съставени от два различни типа метални проводници и не са ограничени по размер или отваряне. Те имат защитни ръкави отвън, което ги прави много удобни за използване. Термодвойката е елемент на температура, който може да преобразува температурни сигнали в термоелектрически потенциални сигнали. Чрез сътрудничество с електрически измервателни инструменти може да се измери измерената температура.
2. Избор на термоелектрически термометър
Често използваните термодвойки могат да бъдат разделени на две категории: стандартни термодвойки и нестандартни термодвойки. Стандартната термодвойка се отнася до термодвойка, чиято термоелектрическа потенциал и температурна връзка, допустимата грешка и унифицираната стандартна скала са посочени в стандарта ***** и има съвпадащ инструмент за дисплей, наличен за избор. Не стандартизираните термодвойки не са толкова широко използвани или със същия ред на величина, колкото стандартизираните термодвойки и обикновено нямат обединена таблица за калибриране. Те се използват главно за измервания в определени специални поводи. Стандартизираните термодвойки се произвеждат съгласно стандартите на IEC ******. Отделенията на термодвойките включват главно S, R, B, N, K, E, J, T и т.н. Сред тях, S, R и B принадлежат към благородни метални термодвойки, докато N, K, E, J и T принадлежат към нискотарифни метални термодвойки.
Характеристиката на S мащаб е силна антиоксидантна ефективност, подходяща за непрекъсната употреба в окисляваща и инертна атмосфера, с температура на дългосрочна употреба от 1400 градуса и краткосрочна температура на употреба от 1600 градуса. Сред всички термодвойки нивото на точност на мащабната мащаб е * * * високо и обикновено се използва като стандартна термодвойка;
В сравнение със скалата S, R скалата има почти идентична ефективност, с изключение на 15% увеличение на термоелектрическия потенциал;
Марка B Division има много малък термоелектрически потенциал при стайна температура, така че проводниците за компенсация обикновено не са необходими по време на измерването. Дългосрочната му температура на използване е 1600 градуса, а температурата на краткосрочната му употреба е 1800 градуса. Може да се използва за окисляване или неутрална атмосфера, както и за краткосрочна употреба при вакуумни условия.
Характеристиките на N скалата са силна високотемпературна устойчивост на окисляване при 1300 градуса, добра дългосрочна стабилност на термоелектрическия потенциал и възпроизводимост на краткосрочните топлинни цикли и добра устойчивост на ядрено облъчване и ниска температура. Той може частично да замени термодвойката S мащаб;
Характеристиката на K скалата е силна ефективност на антиоксиданти, подходяща за непрекъсната употреба в окисляваща и инертна атмосфера, с температура на дългосрочна употреба от 1000 градуса и краткосрочна температура на използване от 1200 градуса. Широко използвани във всички термодвойки;
Характеристиката на знака за електронно разделяне е, че той има голям термоелектрически потенциал и висока чувствителност сред често използваните термодвойки. Подходящ за непрекъсната употреба в окислителна и инертна атмосфера, с температурен диапазон 0-800 градус;
Характеристиката на марката на J Division е, че тя може да се използва както в окислителната атмосфера (с горната температурна граница от 750 градуса), така и в намаляването на атмосферите (с горната температурна граница от 950 градуса) и е устойчива на корозия на H2 и CO газ. Обикновено се използва при рафиниране и химическа промишленост;
Характеристиката на T-мащаба е, че тя има най-високо ниво на точност сред всички нискотарифни метални термодвойки и обикновено се използва за измерване на температури под 300 градуса.
Поради факта, че материалите на термодвойките обикновено са скъпи (особено когато се използват благородни метали), а разстоянието между точката на измерване на температурата и инструмента е далеч, за да се спести материали за термодвойки и да се намалят разходите, компенсационните проводници обикновено се използват за удължаване на студения край (свободен край) на термодвойката до стабилна контролна стая на температурата и свързване с инструменталните терминални. Трябва да се отбележи, че функцията на компенсационния проводник на термодвойката е само за разширяване на термоелектрическия електрод и преместване на студения край на термодвойката към терминала на инструмента в контролната зала. Той не може да премахне влиянието на температурните промени в студения край върху измерването на температурата и няма компенсационен ефект. Следователно трябва да се използват и други методи за корекция, за да се компенсира въздействието на температурата на студения край t {{0}} 0 градуса за измерване на температурата.
Когато използвате компенсационни проводници на термодвойката, е важно да се гарантира, че моделът съвпада и полярността не е свързана неправилно. Температурата в края на връзката между компенсационния проводник и термодвойката не трябва да надвишава 100 градуса. Моделът на компенсатора на температурата на студения възел трябва да съответства на модела на термодвойката и да се използва в рамките на определения температурен диапазон; При свързване на компенсатора на температурата на студения възел с термодвойката, полярността не трябва да бъде свързана неправилно; Регулирайте началната точка на инструмента въз основа на равновесната температура на компенсатора, така че показалецът да показва температурата в точката на равновесие; Инструментите на дисплея с механизми за автоматично компенсация нямат инсталирани компенсатори; Компенсаторите трябва редовно да се проверяват и калибрират.
Термодвойните термометри имат широк спектър от приложения в индустриалното производство. Изборът на термодвойки първо трябва да се основава на горната граница на измерената температура и трябва да се направи правилният избор на термодвойни електроди и защитни ръкави; Изберете спецификациите и размерите на термодвойката въз основа на структурата и характеристиките на инсталацията на тествания обект. Термодвойките могат да бъдат класифицирани в обикновен промишлен тип, брониран тип и специален тип според тяхната структурна форма.