Применяемые материалы для изготовления термопар
Термопара как устройство для измерения температуры, состоящее из двух разнородных проводников, контактирующих друг с другом в нескольких или одной точке, которые иногда соединяют компенсационные провода. Их использование для контроля температур сред.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.02.2019 |
| Размер файла | 125,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Применяемые материалы для изготовления термопар
Термопара является самым распространенным и самым старым термодатчиком. Ее действие основывается на эффекте Зеебека, который был открыт еще в 1822 году. Термопары используются в производстве до сих пор и на данный момент в некоторых случаях являются незаменимыми. Внешне термопара устроена очень просто: две тоненькие проволочки просто сварены между собой в виде аккуратного маленького шарика. В промышленных установках термопары имеют конструкцию более сложную: собственно измерительный участок термопары помещается в металлический корпус. Внутри корпуса термопара находится в изоляторах, как правило, керамических, рассчитанных на высокую температуру [1]. Особое внимание следует уделить материалам для изготовления термопар. Термопара содержит два электрода из разнородных материалов. Всего имеется около десятка термопар различных типов, по международному стандарту обозначаемых буквами латинского алфавита. Каждый тип имеет свои характеристики, что в основном обусловлено материалами электродов. Для изготовления термопар используют главным образом металлы и их сплавы [2]. Термопары из полупроводников характеризуются высокой чувствительностью, но обладают большим внутренним сопротивлением и малой механической прочностью и находят ограниченное применение [3]. В табл. 1 приведены основные параметры, обозначения и градуировки промышленных термопар.
Таблица 1. Обозначения термопар
термопара контроль провод
При выборе термопары для производства замеров температуры в некотором диапазоне следует выбирать ту термопару, коэффициент линейности которой изменяется менее других в рамках этого диапазона [4]. Особенности и области применения некоторых термопар приведены в табл. 2.
Таблица 2. Области применения термопар
|
Тип термопар |
Особенности применения |
|
|
ТХА |
Обладают: - наиболее близкой к прямой характеристикой. Предназначены для работы в окислительных и инертных средах |
|
|
ТХК |
Обладают: - наибольшей чувствительностью;- высокой термоэлектрической стабильностью при температурах до 600° С.Предназначены для работы в окислительных и инертных средах.Недостаток: высокая чувствительность к деформациям |
|
|
ТПП |
Обладают: - хорошей устойчивостью к газовой коррозии, особенно на воздухе при высоких температурах;- высокой надежностью при работе в вакууме (но менее стабильны в нейтральных средах).Предназначены для длительной эксплуатации в окислительных средах.Недостаток: высокая чувствительность термоэлектродов к любым загрязнениям, появившимся при изготовлении, монтаже или эксплуатации термопар |
|
|
ТВР |
Обладают: - возможностью длительного применения при температурах до 2200° С в неокислительных средах;- устойчивостью в аргоне, гелии, сухом водороде и азоте.Термопары с термоэлектродами из сплава платины с 10% родия относительно электрода из чистой платины могут использоваться как стандартные для установления номинальных статических характеристик термопар методом сравнения.Недостаток - плохая воспроизводимость термо ЭДС, вынуждающая группировать термоэлектродные пары по группам с номинальными статическими характеристиками А-1, А-2, А-3 |
|
|
ТНН |
Обладают: - высокой стабильностью термоЭДС (по сравнению с термопарами ТХА, ТПП, ТПР);- высокой радиационной стойкостью;- высокой стойкостью к окислению электродов.Предназначены в качестве универсального средства измерения температур в диапазоне температур 0-1230° С |
Для изготовления термопар можно использовать несколько комбинаций материалов. Термоэлектроды выбирают следующим образом. Сначала выбирают базовый материал, например платину, и затем стремятся сочетать термоэлектроды таким образом, чтобы один из них развивал с платиной положительную, а другой отрицательную термо ЭДС [5]. При этом следует учитывать и другие факторы, например влияние среды.
В качестве материалов для термопар используются металлы (платина, медь, родий, рений, иридий и др.) и сплавы (хромель, алюмель, копель, медноникеливые сплавы, платинородий, вольфрамрений и др.) Несоответствие составов сплавов может приводить к значительным изменениям величин термо ЭДС. В таких случаях для достижения высокой точности необходима предварительная градуировка [6].
На рис. приведены зависимости термо ЭДС от разности температур горячего и холодного спаев для различных термопар.
Зависимость термо ЭДС от разности температур горячего и холодного спаев для термопар: 1 - хромель - копель, 2 - железо - копель, 3 - медь - копель, 4 - железо - константан, 5 - медь - константан, 6 - хромель - алюмель, 7 - платинородий - платина
Одной из главных причин того, что для термопар используются вполне определенные сплавы, является многообразие и сложность предъявляемых к ним требований.
Наиболее важными являются следующие:
1. Tермо ЭДС термоэлектродных сплавов, образующих термопару должна быть достаточно большой для того, чтобы ее можно было измерить с необходимой точностью. Она должна быть непрерывной и однозначной функцией температуры, без экстремумов в интервале температур, для которого предназначена термопара. Желательно чтобы эта функция была максимально близка к линейной.
2. Температура плавления термоэлектродных сплавов должна быть выше максимальной температуры, при которой термопара должна работать. Необходимо, чтобы температура плавления сплава превышала максимальную температуру эксплуатации не менее чем на 50-150° С.
3. Термоэлектродные сплавы должны быть коррозионно-устойчивыми в тех средах и при тех температурах, при которых должна работать термопара [7].
Из всего многообразия металлов и различных сплавов для изготовления термопар подходят лишь единицы. Следует уделять большое внимание материалам, а так же их характеристикам для изготовления более точных и прочных термопар. Так как термопары используются в промышленном производстве, вопрос о материалах для их изготовления до сих пор актуален.
Библиографический список
1. Ахмеджанов Р.А. Физические основы получения информации: учебное пособие для ВУЗов / Р.А. Ахмеджанов, А.И. Чередов. - Омск: издательство ОмГТУ, 2008 - с. 12.
2. Рогельберг И.Л. Сплавы для термопар: справочник / И.Л. Рогельберг, В.М. Бейлин. - М.: Металлургия, 1983 - с. 328.
3. ГОСТ 6616-94. Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия. - М.: издательство стандартов, 1994 - с. 8.
4. ГОСТ Р8.585-2001. ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики. - М.: Издательство стандартов, 2001 - с. 10.
5. Геращенко О.А. Тепловые и температурные измерении: справочное руководство / О.А. Геращенко, В.Г. Федоров. - Киев: Издательство «Наукова думка», 1965 - с. 86.
6. Зимин Г.Ф. Поверка и калибровка термоэлектрических преобразователей / Г.Ф. Зимин. - М.: АСМС, 2002 - с. 36.
7. Электронный журнал «Радиоежегодник». Выпуск 25. Измерения. - Издательство «Радиоежегодник», 2013 - с. 28.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Уравнение теплового баланса. Переходный процесс в преобразователе при скачкообразном изменении температуры. Материалы, применяемые для термопар. Удлинительные термоэлектроды, измерительные цепи, погрешности термопар. Терморезисторы, основы их расчета.
реферат [1,4 M], добавлен 29.01.2011Термоелектричні явища, відомі у фізиці твердого тіла. Ефект Зеєбека в основі дії термоелектричних перетворювачів, їх технічні можливості. Основні правила поводження з термоелектричними колами. Виготовлення термопар для вимірювання низьких температур.
курсовая работа [534,7 K], добавлен 12.02.2011Понятие и источники теплового излучения, его закономерности. Классификация пирометрических методов и приборов измерения температур. Устройство и принцип работы пирометра типа ОППИР-09, методика проведения его поверки, возможные поломки и их ремонт.
курсовая работа [794,4 K], добавлен 02.12.2012Методики, используемые при измерении температур пламени: контактные - с помощью термоэлектрического термометра, и бесконтактные - оптические. Установка для измерения. Перспективы применения бесконтактных оптических методов измерения температуры пламени.
курсовая работа [224,1 K], добавлен 24.03.2008Роль и значение трансформатора, его конструктивные части и принцип действия. Характеристика трансформатора тока типа ТФН, электротехнические материалы, применяемые для его изготовления. Свойства меди и электротехнической стали, трансформаторная бумага.
реферат [222,2 K], добавлен 29.03.2012Силовые кабели и провода - обмоточные, установочные, монтажные: технические требования, назначение, маркировка и применение. Изолирующие материалы, применяемые для монтажных проводов. Маркировка проводов по ГОСТу. Контрольный и специальные кабели.
реферат [60,6 K], добавлен 06.05.2008Контактный и пирометрический методы измерения теплового поля тонких полосковых проводников. Экспериментальное измерение температурного поля и коэффициента теплоотдачи полосковых проводников пирометрическим методом с помощью ИК-термографа SAT-S160.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.09.2014Исследование движения механической системы с одной степенью свободы, представляющей собой совокупность абсолютно твёрдых тел, связанных друг с другом посредством невесомых нерастяжимых нитей, параллельных соответствующим плоскостям общей схемы системы.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 01.10.2020Средства обеспечения единства измерений, исторические аспекты метрологии. Измерения механических величин. Определение вязкости, характеристика и внутреннее устройство приборов для ее измерения. Проведение контроля температуры и ее влияние на вязкость.
курсовая работа [465,3 K], добавлен 12.12.2010Две основные группы методов измерения, различаемые в зависимости от диапазона измеряемых температур. Термодинамическая шкала Кельвина. Манометрический термометр, его устройство. Поправка на температуру свободных концов термоэлектрического преобразователя.
презентация [4,3 M], добавлен 22.07.2015Приведение параметров к базисных условиям на основной ступени напряжения. Правила преобразования треугольника (А) в звезду (Y) и наоборот. Замена нескольких генераторов, сходящихся в одной точке, одним эквивалентным. Сущность метода рассечения узла.
презентация [167,4 K], добавлен 30.10.2013Понятие теплового равновесия. История создания и развития термометра: Галилей, Ньютон, Фаренгейт, Цельсий. Характеристика абсолютной, реальной и термодинамической шкалы температур. Использование низких температур для превращения газов в жидкость.
реферат [19,1 K], добавлен 09.02.2011Классификация электротехнических материалов. Энергетические уровни. Проводники. Диэлектрические материалы. Энергетическое отличие металлических проводников от полупроводников и диэлектриков. Полупроводниковые материалы. Магнитные материалы и магнетизм.
реферат [1022,4 K], добавлен 15.04.2008Выполнение и содержание расчетов. Выбор главных размеров. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Проводниковые материалы, применяемые в асинхронных двигателях. Обмоточные провода, применяемые в асинхронных двигателях.
реферат [300,8 K], добавлен 12.05.2003Классификация и типы эмиссии электронов из проводников: термоэлектронная, холодная и взрывная, фотоэлектронная. Контактные явления на границе раздела двух проводников, их характеристика и физическое обоснование, главные влияющие факторы и значение.
презентация [1,7 M], добавлен 13.02.2016Измерение давления и температуры различных сред, области его применения. Разработка функциональной схемы автоматического контроля и управления паровым котлом. Обоснование выбора приборов и аппаратуры. Описание правил монтажа дифманометра и диафрагмы.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 30.12.2014Измерение температуры с помощью мостовой схемы. Разработка функциональной схемы измерения температуры с применением термометра сопротивления. Реализация математической модели четырехпроводной схемы измерения температуры с использованием источника тока.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 19.09.2019Понятие термодинамической температуры. Способы получения низких температур. Принцип работы холодильника. История изобретения холодильных аппаратов и достижений в получении низких температур. Метод получения сверхнизких температур, магнитное охлаждение.
реферат [21,8 K], добавлен 10.07.2013Микрополосковая линия как несимметричная полосковая линия передачи для передачи электромагнитных волн в воздушной или диэлектрической среде, вдоль двух или нескольких проводников. Построение соответствующей модели с помощью программы CST Studio SUITE.
контрольная работа [3,1 M], добавлен 12.03.2019Понятие термоэлектрического эффекта; технические термопары, их типы. Характеристика и конструкция ТЭП, исполнение, назначение, условия эксплуатации, недостатки. Измерение температуры, пределы допускаемых отклонений термоЭДС от номинального значения.
контрольная работа [138,8 K], добавлен 30.01.2013
