Вопрос технического оснащения производства на сегодня остается одним из самых ключевых и болезненных. Об этом свидетельствуют данные опроса НИУ ВШЭ об инвестициях предприятий за 2018 г: основные расходы приходятся на замену изношенного оборудования и автоматизацию процессов. Современная автоматизация предприятий направлена на оптимизацию обязательных показателей работы:
В подборе технических средств главным критерием является характер технологических процессов, определяющим типы оборудования, их численность и последовательность установки. Производитель термометров сопротивления НПК “Приборист” предлагает вашему вниманию публикацию для всех, кто испытывает сложности в вопросе выбора поставщиков высокотехнологичной номенклатуры.
Термометрия является одной из наиболее типовых метрологических процедур: материалы изменяют физические свойства под воздействием температур. Наблюдая за сопротивлением полупроводников, металлов и их сплавов, мы отмечаем возможность определять их температуру с высокой степенью точности. Устройства для проведения таких операций называются термопреобразователями сопротивления (ТС) или термометрами сопротивления. Термопреобразователи подразделяются на два вида: стационарные и мобильные. Форм-фактором определяются:
— большая или меньшая герметическая изолированность датчиков от внешней среды
— количество измеряемых сред
— защищенность от механических воздействий
— число пар термоэлектродов
Назначение термометров сопротивления — постоянные измерения температур в нетвёрдых (жидкость, газ, пар) средах, сыпучих материалах, например, в изготовлении стройматериалов; системах водотеплоснабжения, вентиляции, кондиционировании и т.п.
Современная промышленность предполагает важную роль термометрии в технологических процессах, поэтому подбору профессионального оборудования производителям следует уделить предельную внимательность:
ТМС (медные) и ТМП (платиновые) термопреобразователи сопротивления от производителя НПК “Приборист”, отличаясь стабильностью в обстоятельствах нахождения среди высоких температур и агрессивных сред, а также с констатной термо-ЭДС, массово применяются в замерах высоких температур в условиях лабораторий и фабрикаций. Сотрудничество с нами обезопасит вас от некачественной продукции и обеспечит порядок в сопроводительной документации – такой тип товаров непременно должен пройти ратификацию характеристик, в том числе соответствие градуировочным таблицам; сертифицируется национальными стандартами.
Продукция проходит различные испытания с помощью аппаратов проверки износостойкости и отбраковки. Будьте ответственны при рассмотрении материала, из которого изготавливаются комплектующие устройства – параметры их эффективности в различных ситуациях могут глобально различаться.
Наименование проверкиТехнические требования
1. Проверка комплектности поставки | Комплект поставки должен соответствовать п.5.4 |
2. Внешний осмотр. Проверка габаритных и присоединительных размеров | Целостность упаковки, отсутствие механических повреждений на кабельной части, корпусе головки, штуцере. Соответствие габаритных и присоединительных размеров значениям, указанным в паспорте. |
Что такое градуировка? Для чего предназначены вышеупомянутые таблицы? Градуировкой называется снабжение измерительных средств, в нашем случае термометров сопротивления, шкалой или таблицей значений, по которой сверяют показания. В качестве примера, таблицы эталонных термопреобразователей сопротивления pt100 от производителя НПК “Приборист” – платиновых термометров с сопротивлением 100 Ом при температуре 0 °C. Для таблицы справедливо отражение связи величины, поступающей со входа, с эффектом на выходе (при замере эффекта термо-эдс). Коэффициент термо-ЭДС — это величина электродвижущих сил внутри полупроводников, образующихся за счёт разности сопротивления в таковых. Она обеспечивается, как правило, неидентичностью материалов, из которых изготовлен прибор. Соответствие термопреобразователей сопротивления от производителя предъявляемым требованиям проверяют с помощью калибрования устройства.
Калибровка – это метод поверки измерителей, заключающийся в сравнении различных мер, сочетаний таковых или значений шкал в разнообразных комбинациях и вычислениях по результатам сравнений значений отдельных мер или отметок шкалы исходя из известного значения некоторых из них.
В случае с термопреобразователями сопротивления тмс и тмп от производителя НПК “Приборист” калибрование бывает следующих видов:
— полевая (мобильная) калибровка относится к внелабораторным событиям. Точность измерений находится в диапазоне от 5 до 0,5 °C. Переносные теплогенераторы поддерживают постоянную температуру, в то время как носимые агрегаты считывания показаний снимают справочные температуры в более просторном диапазоне по отношению к источникам тепла.
— лабораторная (вторичная) калибровка применяется для эталонных и высокоточных термисторов и термопар из благородных металлов. Высокостабильные универсальные температурные ванны и печи горизонтальной теплоподачи используются совместно с эталонными платиновыми термометрами сопротивления (ЭПТС). Точность таких цепей доходит 0,5/0,02 °C.
— калибрование с точкой затвердевания (первичное) выполняется с задействованием ячеек точки затвердевания, что при верной конфигурации позволяет получать высокоточные температурные величины в условиях лабораторий. Такие структуры используют вместе с ЭПТС и термопарами со значениями до 0,001 °C.
Производитель термопреобразователей сопротивления НПК “Приборист” благодарит вас за внимание.
Мы надеемся, что приведённая нами информация о качествах нашей продукции помогла вам устранить недопонимание темы и послужит отличным руководством в подборе технических средств. Теперь вы готовы принять решение, желаем вам успехов в вашей сфере деятельности.
Оглавление:
1. Забота о защите термометров сопротивления
2. Атмосферные условия
3. Устройство защитных гильз
В этой сводной мы рассмотрим классификацию агрессивности среды и виды защитных гильз для термопреобразователей сопротивления, с целью устранения возможных недоразумений при намерении купить на заводе-изготовителе защитную гильзу отдельно от основного агрегата.
Важнейшую роль в стабильности термометрического процесса играют факторы среды:
Коррозионный износ в условиях атмосфер характеризуется комплексным влиянием следующих условий: покрытием поверхностей плёнками влаги, коррозионноагрессивной загрязненностью воздуха, термическими колебаниями атмосферы и металлов, образованием продуктов коррозии и др.
Скорость воздействия коррозии рассчитывается исходя из временной продолжительности и мощности коррозийного эффекта воздействия на металлы наиболее грубых факторов.
Площади эксплуатации можно разбить на три группы:
Степень возможного коррозионного воздействия:
В отапливаемых помещениях основными обстоятельствами, определяющими коррозионность, являются относительная влажность и загрязненность воздуха, температурные перепады атмосферы и металлов. В неотапливаемых помещениях к факторам, определяющим коррозионную мощь, относятся только относительная влажность и загрязненность воздуха. Исходя из параметров герметизации и теплоизоляции ограждающих конструкций относительная влажность воздуха и температура в помещениях изменяются либо вместе с изменением влажности в оголённой атмосфере, либо с некоторым запаздыванием и сглаживанием амплитуды.
При оценке величины коррозии металлов в различных районах протяженность воздействия на металлы вышеперечисленного желательно определять по статистике, фиксируемой на метеостанциях. Метеостанции относительно равномерно расположены на земной поверхности, поэтому возможно обращаться за данными, которые дают возможность оценить коррозионность металлов в любой точке Земли, не вкладываясь в самостоятельные исследования коррозионности металлов в естественных условиях.
Предназначение защитной гильзы для термометров сопротивления – обеспечение сохранности чувствительного элемента в измеряемой потоке при экстремальных условиях.
Защитные гильзы выполнены в форме металлических раструбов, запаянных на одном оконечнике, встраиваемых в сосуд технологического процесса или трубопровод и становятся герметичной неотъемлемой частью трубопровода или сосуда технологического процесса. Они допускают безболезненно «на горячую» изымать первичный преобразователь из агрегата для осуществления калибрования или замены аналогичным устройством, не требуя при этом остановки техпроцесса и опорожнения объекта встраивания.
В присоединительной головке осуществляется электрическая коммутация измерительного наконечника, оснащенным керамическим цоколем или температурным датчиком. Поворачивающаяся резьба в соединении гильзы и присоединительной головки вращается в необходимом направлении, однако, при надобности присоединительная головка вывинчивается совместно с измерительным наконечником.
Это позволяет откалибровывать термопреобразователь совокупно со всем контуром, т. е. без обесточивания контура прямо на месте. При этом герметичность не нарушается.
Стоимость защитных гильз определяется производителем и материалами производства гз, а также защитным противоэрозивным покрытием.
Классификация защитных гильз определяется коммутационными особенностями:
По конструкции гильзы бывают составными, фланцевыми и цельнометаллическими. Доступна также строго вварная конфигурация, называемая «бобышками». В паспорте и при маркировании защитной гильзы указываются её номенклатурное обозначение, дата изготовления и заводской номер.
Условное обозначение | L,мм | Масса, кг |
---|---|---|
НПК-014.03.00 -01 | 120 | 0,115 |
-02 | 160 | 0,135 |
-03 | 200 | 0,160 |
-04 | 250 | 0,210 |
-05 | 320 | 0,270 |
-06 | 400 | 0,320 |
-07 | 500 | 0,410 |
Понятие температуры неотъемлемо взаимосвязано с термодинамикой и статмехом, поэтому термометрия образовалась и развивалась по мере углубления естествознания. В обоих случаях за основу использовались температурные шкалы, масштабируемые термическими единицами:
Первый путь, опирающийся на термодинамические законы, ознаменовал формирование термодинамической температурной шкалы, имеющей единственную фиксированную точку и не зависящей от свойств вещества, технологически задействованного в термометрах. Это направление получило название первичной термометрии, а измерители, выполняющие работу согласно методологии первичной термометрии, обозначили первичными термометрами.
Второй вектор развития предполагает эксплуатацию произвольных фиксированных точек интерполяции с подчинением практическим температурным шкалам: зависимости свойств вещества от температуры устанавливаются эмпирически. К примеру, ртутные термометры — в качестве функционального компонента размещена ртуть, а эмпирически определяемым параметром, обусловленным температурой, является коэффициент её объёмного расширения.
Впрочем, абсолютное единство измерений может быть возможно лишь при выполнении условия технологической эксплуатации единственного компонента термометрии во всём диапазоне, измеряемой практически, что, очевидно, недосягаемо
. Кроме этого следует отметить, что во всех взаимозависимостях законов физики имеется термодинамическая, а не условно принятая практическая температура.
Решение этой сложности было обнаружено в 1927 г. с созданием международной температурной шкалы МТШ-27.
Для организации МТШ-27 были избраны фиксированные точки в виде температуры фазовых переходов чистых веществ, отличающихся высокой воспроизводимостью. В качестве приборов интерполяции были применены платиновые термометры сопротивления pt100 и термопары.
°C | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 100,000 | 100,391 | 100,781 | 101,172 | 101,562 | 101,953 | 102,343 | 102,733 | 103,123 | 103,513 |
10 | 103,903 | 104,292 | 104,682 | 105,071 | 105,460 | 105,849 | 106,238 | 106,627 | 107,016 | 107,405 |
20 | 107,794 | 108,182 | 108,570 | 108,959 | 109,347 | 109,735 | 110,123 | 110,510 | 110,898 | 111,286 |
30 | 111,673 | 112,060 | 112,447 | 112,835 | 113,221 | 113,608 | 113,995 | 114,382 | 114,768 | 115,155 |
40 | 115,541 | 115,927 | 116,313 | 116,699 | 117,085 | 117,470 | 117,856 | 118,241 | 118,627 | 119,012 |
50 | 119,397 | 119,782 | 120,167 | 120,552 | 120,936 | 121,321 | 121,705 | 122,090 | 122,474 | 122,858 |
60 | 123,242 | 123,626 | 124,009 | 124,393 | 124,777 | 125,160 | 125,543 | 125,926 | 126,309 | 126,692 |
70 | 127,075 | 127,458 | 127,840 | 128,223 | 128,605 | 128,987 | 129,370 | 129,752 | 130,133 | 130,515 |
80 | 130,897 | 131,660 | 131,660 | 132,041 | 132,422 | 132,803 | 133,184 | 133,565 | 133,946 | 134,326 |
90 | 134,707 | 135,468 | 135,468 | 135,848 | 136,228 | 136,608 | 136,987 | 137,367 | 137,747 | 138,126 |
100 | 138,506 | 139,264 | 139,264 | 139,643 | 140,022 | 140,400 | 140,779 | 141,158 | 141,536 | 141,914 |
110 | 142,293 | 143,049 | 143,049 | 143,426 | 143,804 | 144,182 | 144,559 | 144,937 | 145,314 | 145,691 |
120 | 146,068 | 146,822 | 147,198 | 147,198 | 147,575 | 148,328 | 148,328 | 148,704 | 149,080 | 149,456 |
130 | 149,832 | 150,583 | 150,959 | 150,959 | 151,334 | 151,710 | 152,085 | 152,460 | 152,835 | 153,210 |
140 | 153,584 | 154,333 | 154,708 | 154,708 | 155,082 | 155,456 | 155,830 | 156,204 | 156,578 | 156,952 |
150 | 157,699 | 158,072 | 158,445 | 158,445 | 158,818 | 159,191 | 159,937 | 159,937 | 160,409 | 160,682 |
160 | 161,427 | 161,799 | 162,171 | 162,171 | 162,543 | 162,915 | 163,286 | 163,658 | 164,030 | 164,401 |
170 | 164,772 | 165,143 | 165,514 | 165,885 | 166,256 | 166,627 | 166,997 | 167,368 | 167,738 | 168,108 |
Это позволило приобрести шкале компромиссность: с одной стороны, она была недалека от школы термодинамической, с другой – легковоспроизводима, что не представлялось возможным при задействовании первичных термометров.
На момент принятия МТШ-27 вполне отвечала требованиям промышленности в связи с высокой степенью релевантности единства термоизмерений, но, в то же время, она оставалась условной т.к. устранить погрешность определения значений температуры её реперных точек не удавалось, а интерполирование происходило с помощью термопреобразователей, функции расшифровки поступающих сигналов которых рассчитывались эмпирически.
Это явление получило название термодинамической погрешности.
С тех пор все изыскания в области термометрии развивались по двум направлениям:
Согласно тому, что точность измерений описывается точностью воспроизведения единицы температуры, массивные усилия были брошены на совершенствование температурной шкалы, а также методов и средств её практической эксплуатации.
Правильное и точное измерение температуры на сегодняшний день – необходимое условие функционирования любого производства. Ни единый технологический процесс не может обходиться без точных измерений температурного диапазона материальных и энергетических потоков.
НПК «Приборист» уделяет наибольшее внимание надежности и стабильности выпускаемой продукции.
К торговым маркам долгожителям термопреобразователей сопротивления на российском рынке можно отнести продукцию брендов Взлёт и Метран.
1. StrainFree RTD
Самая популярная и простая в производстве конструкция – так называемая «освобожденная от напряжения спираль». Считается наиболее надёжной.
ЧЭ имеет вид платиновой спирали, уложенной отрезками в несколько алюминиевых протоков, заполненных алюминиевым порошком высокой степени очистки.
Это обусловлено необходимостью изолирования витков спирали друг от друга и защищенностью от механических воздействий. Герметичность концов обеспечивается цементом или глазурированием с добавлением алюминиевой крошки.
2. HollowAnnulus RTD
Следующая схема инновационна, а потому отличается высокой ценой. Используется на атомных объектах в связи с экстремальными показателями надежности и стабильности.
Чувствительный элемент размещается на поверхности полого металлического цилиндра, изолированного алюминиевым напылением. Материалом цилиндра служит особый металл, температурный коэффициент расширения которого очень близок к температурному коэффициенту платины. Вслед за прохождением технологических процедур обжига и обрабатывания поверхности платиновой составляющем алюминиевым слоем изоляции ЧЭ погружается в тонкостенный герметичный металлический корпус.
3. ThinFilm RTD
Тонкопленочный ЧЭ изготавливается напылением слоя платины на керамическую платформу. Усредненная толщина слоя 9 см. Затем сверху наносят эпоксидную или стеклянную изоляцию. В настоящее время такие датчике являются лидерами зарубежного рынка. К основным преимуществам агрегатов этого вида можно отнести их крохотные размер и массу, что обеспечивает удобство размещения в самых экстраординарных случаях, а также возможность повышения номинального сопротивления pt100 к высшему.
НПК «Приборист» обладает технологическими решениями в области термометрии для всех промышленных отраслей и может предложить широкую номенклатуру продукции, большое количество модификаций датчиков температуры для работы в различных условиях и средах.
XX век привнёс с собой новый технологический уклад, породив понятие промышленного производства. Конвееризация и атомизация обнаружили потребность в принципиально новых методах контроля над техпроцессами, а последовавший взрыв полупроводниковой электроники вывел заводские метрологические стандарты на недосягаемый ранее уровень, спровоцировав появление инновационных устройств термометрии. Системы термического контроля используются для контроля и поддержания температур измеряемой среды в надлежащем состоянии. Обычно выделяют следующие отрасли применения:
Заметно, что столь мощный разброс требований по диапазону, точности, надежности и конфигурации измерительных средств породили за многие годы громадное разнообразие методов и средств, эксплуатируемых для таких задач.
Требования к термоизмерительным приборам регулируются нормативными документами ГОСТ 6651-2009 и МЭК 60751.
Ключевой субъект любой цепи измерения и контроля температуры — первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент основного агрегата). От его параметров во многом зависят показатели всего измерительного контура в целом.
Медные термометры сопротивления разработаны для процедур термоизмерения протяженного характера в пределах от – 50 до +180 C в сухой атмосфере, изолированной от агрессивных газов. Чувствительный элемент производится из медной эмалированной проволоки диаметром 0.1 мм, в несколько слоёв намотанной на пластиковый циллиндр. Оконечники проволоки элемента припаиваются к выводным медным лужёным проводам диаметром 1.5 мм. Выводящие оконечники изолированы друг от друга и от наружной арматуры в нижней части конструкции цельнометаллическим штуцером, а в верхней части – керамикой. Чувствительный элемент помещается в металлическую гильзу с тонкими стенками, гильза с чувствительным элементом размещается в наружной арматуре. Скорость реагирования чувствительного элемента на колебания температуры среды зависит материала корпуса термометра, изоляции между чувствительным элементом и корпусом. Для понижения показателя тепловой инерционности используются специальные технологии точной подгонки размеров корпуса и чувствительного элемента, специальные изолирующие теплопроводящие материалы. Перед изготовлением чувствительные элементы обязательно подвергают отжигу для ликвидации натяжений. Проволоку для высокотемпературных агрегатов отжигают при температурах, близких к температурам эксплуатации.
Предпочтительный метод коммутации выводов чувствительного элемента и внутренних контактов термопреобразователя – сварка.
Это исключает загрязнение выводных контактов другими металлами, происходящее в процессе пайки, что может образовать возможную паразитную термо-ЭДС. Внутренние выводы производят обычно из никелированной или стальноэмалированной меди. Выводы изолируют трубками алюминия, стекловолокна или пластика. Термоизмерительные свойства медных термометров сопротивления тс линейны в широком диапазоне температур. Медные термометры сопротивления более стабильны по сравнению с аналогичными терморезисторами, имеют невысокую стоимость, совместимы с существующими системами автоматики. Номинальные значения сопротивления в медных термопреобразователях , выпускаемых промышленностью, выражаются в величинах в 10, 50 и 100 Ом, соответственно, номенклатурное их обозначение — 10М, 50М и 100М. НПК “Приборист” предлагает таковые по наиболее выгодным на сегодняшний день ценам.
К рассмотрению предлагается фрагмент прайс-листа:
Наименование ТС | Тип ЧЭ 50М |
Тип ЧЭ 50М КлА |
Тип ЧЭ 100М |
ТСТМ (ТСТП)-02-02 (4-х пров) L=500мм | 450,00 | 600,00 | 480,00 |
ТСТМ (ТСТП)-02-03 (4-х пров) L=630мм | 460,00 | 610,00 | 490,00 |
ТСТМ (ТСТП)-02-04 (4-х пров) L=800мм | 480,00 | 630,00 | 510,00 |
ТСТМ (ТСТП)-02-05 (4-х пров) L=1000мм | 490,00 | 640,00 | 520,00 |
ТСТМ (ТСТП)-02-06 (4-х пров) L=1600мм | 500,00 | 650,00 | 530,00 |
ТСТМ (ТСТП)-02-07 (4-х пров) L=120мм | 440,00 | 590,00 | 470,00 |
ТСТМ (ТСТП)-02-08 (4-х пров) L=500мм | 450,00 | 600,00 | 480,00 |
ТСТМ (ТСТП)-02-09 (4-х пров) L=630мм | 460,00 | 610,00 | 490,00 |
ТСТМ (ТСТП)-02-10 (4-х пров) L=800мм | 480,00 | 630,00 | 510,00 |
ТСТМ (ТСТП)-02-11 (4-х пров) L=1000мм | 490,00 | 640,00 | 520,00 |
ТСТМ (ТСТП)-02-12 (4-х пров) L=1600мм | 500,00 | 650,00 | 530,00 |
Важно помнить о том, что термопреобразователь фактически фиксирует температуру своего собственного чувствительного элемента, а не температуру среды погружения. То, на сколько окажется температурная величина чувствительного элемента релевантна измеряемой температуре среды зависит от суммарного теплового сопротивления между ним и средой.
Если контакт нарушается, это может повлечь за собой ложные значения фиксируемой температуры.
Монтажные работы погружения в лунку происходят обычно с помощью прижимной пружины. Зачастую канал заполняют теплопроводящими волокнами.
Оглавление
1. Сущность метрологии
2. Понятие номинальной статистической характеристики
3. Дешифровка кодификаторов
Метрология, учение о мерах и измерении, существовала с древнейших времён, став практическим инструментом для урегулирования различных споров, ведь в её основе лежал принцип единства и равенства представлений о размерах, формах, свойствах предметов и явлений, порядок их толкования. Корни отечественной метрологии выходят из царизма – во времена Ивана Грозного появились первые диаметрические величины для пушечных ядер. С рождением в императорской России ломоносовской физики и прохождением пути до укрощения электричества в электротехнике, появлением промышленных производств, значимость метрологии стала, пожалуй, уже величиной абсолютной. В Российской Федерации существует государственная система стандартизации (ГСС), объединяющая в себе все основные требования и налаживающая работы по стандартизации и метрологии во всех отечественных организациях. Одна из областей метрологии — термометрия, посвященная, как можно догадаться, температурным замерам и устройствам, с помощью которых проводят такие вычисления: термостатов, термопар и термометров сопротивления.
НСХ термометра сопротивления (Номинальная статическая характеристика преобразования) – метрологическая величина: номинально предписываемая измерительному средству пропорция величин или сигналов на выходах Y и входах Х измерителя в статичном режиме, выведенная в формулу, график или таблицу. Комплекс мер, применяемых для определения номинальной статистической характеристики, называется поверкой. Для успешного проведения поверки агрегата необходимо соблюсти следующие условия:
а) сверить состояние температуры, влажности соответствуют нормативам, указанным в документации по эксплуатации поверочных средств;
б) исключить в помещении загрязнения коррозивного и искажающего показания приборов характера, элементы термопреобразователей должны быть надёжно защищены;
в) аппаратура, снабжённая зажимом заземления, должна быть заземлена.
В аналоговых приборах статическая характеристика имеет характер непрерывной, в дискретных — релейной. При проектировании измерительных агрегатов номинальную характеристику стремятся отстроить линейной, однако в цифровых преобразователях возможна линеаризация статистической характеристики, температурные коррекции, благодаря использованию интеллектуальных микроэлектронных компонентов.
В аналоговых приборах статическая характеристика имеет характер непрерывной, в дискретных — релейной. При проектировании измерительных агрегатов номинальную характеристику стремятся отстроить линейной, однако в цифровых преобразователях возможна линеаризация статистической характеристики, температурные коррекции, благодаря использованию интеллектуальных микроэлектронных компонентов.
Пример:
Номинальная статическая характеристика термопары железо — константан для диапазона температур от —100 ;о 800 °
ТермоЭДС* мВ, для температуры, СС |
Температура рабочего
конца, ’С |
-100 | —0 | +о | 100 | 200 | 400 |
0 | 4.63 | 0,00 | 0,00 | 5,27 | 10,78 | 16,33 |
2 | 4,71 | 0,10 | 0,10 | 5,38 | 10,89 | 16,44 |
4 | 4,79 | 0,20 | 0,20 | 5,48 | 11,00 | 16,55 |
10 | 5,03 | 0,50 | 0,50 | 5,81 | 11,34 | 16.88 |
12 | 5,11 | 0,60 | 0,61 | 5,92 | 11,45 | 16,99 |
14 | 5,19 | 0,70 | 0,71 | 6,03 | 11,56 | 17,10 |
16 | 5,27 | 0,80 | 0,81 | 6,14 | 11,67 | 17,21 |
18 | 5,35 | 0,90 | 0,91 | 6,25 | 11,78 | 17,32 |
20 | 5,42 | 1,00 | 1,02 | 6,36 | 11,89 | 17,43 |
22 | 5,50 | 1,09 | 1,12 | 6,47 | 12,00 | 17,54 |
24 | 5,58 | 1,19 | 1,2? | 6,58 | 12,12 | 17,65 |
26 | 5,65 | 1,29 | 1,33 | 6,68 | 12,23 | 17,76 |
28 | 5,72 | 1,39 | 1,43 | 6,79 | 12,34 | 17,87 |
30 | 5,80 | 1,48 | 1,54 | 6,90 | 12,45 | 17,98 |
32 | 5,87 | 1,58 | 1,64 | 7,01 | 12,56 | 18,09 |
34 | 5,94 | 1 67 | 1,74 | 7,12 | 12,67 | 18,20 |
36 | 6,0! | 1,77 | 1,85 | 7,23 | 12,78 | 18,32 |
38 | 6,08 | 1,87 | 1,95 | 7,34 | 12,89 | 18.43 |
40 | 6,16 | 1,96 | 2,06 | 7,45 | 13,01 | 18,54 |
42 | 6,22 | 2,06 | 2,16 | 7,56 | 13,12 | 18,65 |
44 | 6,29 | 2,15 | 2,27 | 7.67 | 13,23 | 18,76 |
46 | 6,36 | 2,24 | 2,37 | 7,78 | 13,34 | 18,87 |
48 | 6,43 | 2,34 | 2,48 | 7,89 | 13,45 | 18,98 |
50 | 6,50 | 2,43 | 2,58 | 8,00 | 13,56 | 19,09 |
52 | 6,56 | 2,52 | 2,69 | 8,12 | 13,67 | 19,20 |
54 | 6,63 | 2,62 | 2,80 | 8,23 | 13,78 | 19,31 |
56 | 6,69 | 2,7! | 2,90 | 8,34 | 13,89 | 19,42 |
58 | 6,76 | 2,80 | 3,01 | 8,45 | 14,00 | 19.53 |
60 | 6,82 | 2,89 | 3,11 | 8,56 | 14,12 | 19,64 |
Медные датчики, как правило, производятся с градуировочными величинами 50М и 100М. Отечественному промышленнику медные датчики полюбились своей дешевизной и практичностью. Платиновые датчики, более строгие и отличающиеся высокой ценой, в общей массе предполагают градуировочные величины в 50П, 100П, Pt100, Pt500, Pt1000.
Существуют, впрочем, отличные от общепринятых вариации градуировки, но встретиться с ними представляется возможным в весьма редких случаях.
Приведенные сокращения расшифровываются так:
то есть кодификатором предусматривается указание на благородный металл чувствительного элемента и его сопротивление при температурном показателе в 0 градусов Цельсия.
Оглавление
1. Состояние отрасли
2. Виды и способы классификации термометров сопротивления
3. Сплавы неблагородных металлов
4. Сплавы благородных металлов
Сегодня Россия — одна из наиболее солидных промышленных держав и тот редкий случай, когда государство отмечено способностью к организации конкурентноспособного производства промышленных товаров практически любого типа: российская инженерная школа является одной из сильнейших в мире. Российская промышленность объединяет в себе большое количество отраслевых компаний. Согласно данным Росстата на 2016 год доля промышленности в ВВП Российской Федерации составляла 26,2%, более половины её относится к обрабатывающим производствам.
Россия находится на четвёртом месте в мире по объёму промышленного производства, оставляя впереди лишь Китай, США и Индию, на основании чего можно сделать вывод, что сектор производства в нашей стране развивается успешно.
Эволюция экономики обусловлена, в первую очередь, достигнутым технологическим прорывом в автоматизации и замещении человеческого труда машинным: высокого качества экспортируемой продукции добиваются благодаря всестороннему контролю на всех этапах, для чего, в свою очередь, были разработаны метрические показатели и контрольно-измерительные приборы – в этой статье мы рассмотрим термические измерители, непосредственно виды термометров сопротивления. Ранее на рынке господствовали немецкие производители — термопреобразователи сопротивления брендов Jumo и Siemens, однако благодаря эффективному импортозамещению положение меняется в пользу внутренних сил. Исключением не является и НПК “Приборист”, чьи позиции в отечественной промышленности сегодня динамично разрастаются и крепнут.
В метрологии существуют следующие системы разделения термометров сопротивления: согласно технологии, по которой они производятся, и согласно присвоенной им классности. Классы точности (допускные) устанавливаются ГОСТ 6651-2009: AA, A, B, C для цельных агрегатов; классы W, F для термочувствительных комплектующих пленочного и проволочного типов.
Класс допуска демонстрирует допустимый диапазон погрешностей температуры, отображаемой датчиком.
Материалам изготовления термометров сопротивления обычно выбираются на основе требуемого температурного диапазона, необходимой чувствительности, химической и магнитной инертности.
10
Модификация | Класс допуска | Рабочий диапазон измеряемых температур °С |
Номинальное значение температуры применения,°С |
Время термической реакции, сек | Условное давление измеряемой среды, МПа |
Измеряемая среда |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
ТСТМ-01 ТСТП-01 |
А В С |
от-50 до +120 от-50 до +155 от-50 до +180 |
100 120 120 |
30 | 10 | Жидкая и газообразная среда |
ТСТМ-02 ТСТП-02 ТСТМ-03 ТСТП-03 ТСТМ-04 ТСТП-04 |
С | от-50 до +150 | 100 | 8 | 0,4 | Малогабаритные подшипники и газообразные среды |
ТСТМ-05 ТСТП-05 ТСТМ-06 ТСТП-06 |
С | от-50 до +150 | 100 | 8 | 0,4 | Малогабаритные подшипники, твердые тела, а также газообразная среда для ТСТМ-05 |
ТСТМ-07 ТСТП-07 |
А В С |
от-50 до +120 от-50 до +150 от-50 до +180 |
100 120 120 |
30 | Жидкая и газообразная среда | |
ТСТМ-08 ТСТП-08 |
С |
от-50 до +150 | 120 | 10 | 0,4 | Твердые тела и обмотки эл. машин |
ТСТМ-09 ТСТП-09 |
С | от-50 до +150 | 120 | 8 | 0,4 | Поверхности твердых тел |
ТСТМ-10 ТСТП-10 |
С | от-50 до +150 | 100 | 30 | 0,4 | Газообразная среда и сыпучие материалы |
ТСТМ-11 ТСТП-11 |
С | от 0 до +50 | 30 | 1 | 0,4 | Морская вода |
ТСТМ-12 ТСТП-12 ТСТМ-13 ТСТП-13 ТСТМ-14 ТСТП-14 ТСТМ-15 ТСТП-15 |
А В С |
от-50 до +120 от-50 до +140 от-50 до +120 от-50 до +150 от-50 до +180 |
100 120 120 |
30 | 10 | Жидкая и газообразная среда |
ТСТМ-16 ТСТП-16 |
С | от-50 до +180 | 120 | 8 | 10 | Жидкая и газообразная среда |
ТСТП-17 | С | от -50 до +150 | 120 | 8 | — | Твердые тела и обмотки эл. машин |
ТСТМ-24 | С | от -50 до +150 | 120 | 30 | 10 | Жидкая и газообразная среда |
ТСТМ-25 | С | от -50 до +150 | 120 | 30 | 10 | Жидкая и газообразная среда |
ТСТМ-26 | С | от -50 до +150 | 120 | 30 | 10 | Жидкая и газообразная среда |
Для того, чтобы не оставлять белых пятен в этом вопросе, поясним и материальную классификацию термопар, при эксплуатации технологическое предпочтение отдается следующим видам сплавов в термоизмерителях типа «термопары»:
Термоизмерители NiCr-NiAl изготавливаются под задачи в кислых или инертногазовых средах с температурой до 1200 °C и максимальной длиной коннектора. Уязвимы для сернистых сред, а в связи с устойчивостью к окислению относительно других типов, способны применяться в температурных условиях более 550 °С вплоть до предельного рабочего давления.
Термоизмерители Fe-CuNi показывают наилучшие результаты в условиях вакуума, в кислых или восстановимых средах или инертных газах. Агрегаты задействуются для измерения температур до 750 °C с максимальной длиной коннектора.
Термоизмерители NiCrSi-NiSi наиболее благоприятны для эксплуатации в кислых средах, инертных газах или сухих восстановимых средах в температурных условиях до 1200 °C. Уязвимы для сернистых сред. Данные устройства отмечены существенной точностью в процессе термоизмерения высоких температур. Термо-ЭДС и доступный диапазон схож с измерителями типа К. Характеризуются высокими продолжительностью службы и стабильностью параметров.
Термоизмерители NiCr-CuNi предназначены для работы в кислых или инертногазовых средах при температуре до 900 °C с максимальной длиной коннектора. Среди всех распространенных аппаратных продуктов тип Е отмечен наиболее высокой напряжением электродвижущей силой на метрологический показатель °С.
Тип Т Cu-CuNi функционален в температурах ниже 0 °C и ограничен 350 °C. Эти приспособления эффективно работают в кислых, восстанавливающих и инертногазовых средах. Также они не столь уязвимы коррозии в высоковлажных условиях, пользуются большим доверием у широкого спектра потребителей.
Тип S рассчитан на непрерывную работу в кислых или инертногазовых средах в температурах до 1600 °C. Эти агрегаты не предполагают установки в защитные трубы. Следует принять во внимание уязвимость к загрязнению и возникающий вследствие этого риск охрупчивания.
Тип В предназначен для непрекращающегося цикла в кислых или инертногазовых средах , а также для остановимого цикла в вакууме при температурах до 1600 °C, также не предполагает установку в защитные трубы и уязвим к загрязнению. Агрегаты типов R, S и B часто защищены керамической защитной трубой закрытой конструкции. Для металлических гильз или защитных трубок требуется внутренняя закрытая защитная трубка. Устройства, выполненные из благородных металлов, чувствительны к загрязнению, рекомендуем снабжать их внешней защитой.
Мир не стоит на месте — он постоянно усовершенствуется. Бизнес идёт по пятам за переменами в обществе с непременным устремлением сегодня быть лучше, чем вчера, а завтра — лучше, чем сегодня. Компания, начинающая новый день со свежими предложениями о переменах, обречена процветать и развиваться. Технологическая доля в процессах создания продуктов с каждым днём увеличивается, оттесняя человека из производственных цепочек. В связи с надвигающимся господством автоматизации следует обратить особое внимание на возможные очаги форс-мажорных обстоятельств и контроля за исключением таковых из рутинного производства – для осуществления задач подобного рода предприятия используют различные контрольно-измерительные приборы(КИП), в частности, поверхностные термоэлектрические преобразователи сопротивления. Величины измерения определяют конструкцию и назначение устройств, различают следующие виды КИП: измерители давлений, расходные измерители, измерители уровней, газоанализаторы, а также измерители температур, которые мы рассмотрим в представленной статье.
Открытие эффекта Зеебека относится к 1821 году: в замкнутой цепи, состоящей из неоднородных полупроводников, возникает термоэлектрическая сила (термо-ЭДС), если в местах спая поддерживается неодинаковая температура. Цепь, состоящая исключительно из двух разнородных проводников, обозначается термоэлементом или термопарой контактно-поверхностного действия. Завершающим штрихом в термометре сопротивления является наличие измерительного прибора в цепи. Величина возникающей силы в первой итерации находится в зависимости лишь от сырья проводников и теплоподачи на горячие и холодные спаи.
Возникновение эффекта Зеебека связывают со следующими факторами:
Если на поверхности проводника имеется градиент температуры, электроны на конце в горячей среде обладают энергиями и скоростями высшей степени относительно холодной; также концентрация электронов проводимости в полупроводниках возрастает относительно температуры, благодаря чему образуется поток электронов от горячего конца к холодному. На холодном конце собирается заряд минус, а на горячем остаётся нескомпенсированный заряд плюс. Процесс возрастания заряда не останавливается до наступления момента, когда созданная разность потенциалов не вернёт равный предшествующий поток электронов в обратном направлении, в следствие установится равновесие.
ЭДС, подчиняющаяся такому механизму, называется объёмной.
В случае наличия контакта между полупроводниками химические потенциалы электронов уравниваются и возникает контактная разность потенциалов.
В точке совмещения существует электрическое поле, сосредоточенное в тонком приконтактном слое. В замкнутой цепи из двух металлов, разность возникает на обоих контактах. Электрополе в них будет направлено идентично. Это значит, что при совершении обхода по замкнутому контуру, в одном контакте обход будет происходить по полю, а в другом — против него. В таком случае величина векторной циркуляции электронов будет равной нулю, но если изменить температуру одного из контактов, энергия в электрополе изменится, а значит изменится и сама разность потенциалов и циркуляция электронов будет отличной от нуля, то есть внутри замкнутой цепи возникнет ЭДС. Такая ЭДС именуется контактной. Если на контакты подана идентичная температура, и контактная, и объемная ЭДС устраняются.
Величина термо-ЭДС замеряется в милливольтах на 100°С разности температур спаев. Например, пара М-КН сообщает 4,28 мВ/100°С, ХМ-АМ — 4,1 мВ/100°С.
Справочная таблица Термо-ЭДС некоторых металлов
Металл | U (мВ/К) |
---|---|
Bi | -8 |
Ni | -2.2 |
Pt | -0.7 |
Hg | -0.3 |
Al | -0.3 |
Pb | -0.3 |
Ag | -0.05 |
Cu | 0 |
Cd | +0.1 |
Fe | +1.0 |
Sb | +4.0 |
Спектр отраслей производства, где применяются термопреобразователи сопротивления поверхностные, сегодня достаточно объемен: химическая промышленность, энергетический сектор, нефтедобыча и нефтепереработка и т.д.
Конструктивные особенности поверхностных термопреобразователей сопротивления предполагают оконечник в виде контактной площадки из материалов с высокой теплопроводимостью при подаче сопротивления на изолированный соединительный кабель повышенной гибкости, произведенный из релевантных агрегату материалов. В замерах контактными преобразователями выделяют обыкновенно два нюанса: первая — сложность поддержания равных температур на поверхности термопреобразователя и измеряемой плоскости; другая – исключение случаев искажения снимаемых приборами температур в точке измерения термопреобразователем.
Теплопотери в этих случаях создает недостаточный контакт приборов с плоскостями; негерметичные условия работы(наличие зазоров в точках контакта); слои слабой проводимости, например, загрязнения. Для избегания рекомендуем припаивать\ приваривать оконечники или использовать зажимы. Справедливо отметить, что с движущимися поверхностями возможно использование бесконтактных методов измерения – по излучению от них, однако, когда в условиях зона видимости ограничена, задействование поверхностного термометра сопротивления является единственным существующим способом замера. Компания ООО НПК “Приборист” основана в 1990 году и является ведущим представителем производства термометров сопротивления. Наша продукция отличается высоким качеством исполнения и широкой номенклатурой возможных модификаций термопреобразователей.
Предполагаем, представленная информация помогла вам устранить пробелы в понимании сущности процесса контактно-поверхностного термоизмерения, и благодаря этому определиться с необходимым оборудованием станет проще. Желаем вам удачных приобретений!
Оглавление
1. Термоэлектропреобразование, тепловой баланс
2. Погрешности термометрии
3. Удельная теплоёмкость
>
Преобразователь, функциональная технология которого основывается на процессах теплопередачи, носит имя теплового. К таковым относят термические резисторы и термопары, цельнометаллического и полупроводникового исполнения. Главная формула работы теплопреобразователя — уравнение теплового баланса. Вот его естественнонаучная интерпретация: тепло, поступающее на вход преобразователя, идет на повышение его теплосодержания (нагрев). В таком случае, если теплосодержимое преобразователя не изменяется(исходная величина температуры и агрегатного состояния), то количество направленного и теряющегося в среде тепла в теплообмене в единицу времени релевантно.
Тепло, направленное к преобразователю, есть сумма количества тепла, накапливаемого в результате экстракции в нем электросилы, и числа тепла, поступающего в преобразователь или отданного им во время теплообмена с прикрепляемой средой.
Основной сложностью в конструировании линий с использованием термоэлектрического преобразователя типа «термопары» для измерения температуры связана с их небольшим выходным напряжением, уступающему помехам, наводящихся на элементы измерительной линии в регулярных условиях. Поэтому необходимо с предельным вниманием тщательно экранировать и заземлить коммутацию, идущую от термопары к выводящему модулю. Модуль ввода рекомендуется размещать как можно ближе к термопаре, чтобы снизить длину коммутации и путь прохождения аналогового сигнала. Для понижения величины 50 Гц помех во вводных модулях используют фильтр режекции.
К сильной стороне термопар можно отнести сверхнизкое внутреннее сопротивление, что обозначает их практическую неуязвимость по отношению к емкостным наводкам.
Точность термопары определяется химсоставом материала. Пределы измерения медных термоэлектрических преобразователей находятся в диапазоне от −50 до +200 °С, платинородиевых от −260 °С до +1400 °С. Факторы среды, а именно:
калечат кристаллическую решетку в химсоставе материала, что в разы увеличивает погрешности процесса измерения.
Погрешность измерительного процесса подчиняется следующим пунктам:
Погрешности холодного спая, линеаризации, динамическая и погрешность цифроаналогового преобразования относятся к инструментальным погрешностям и указываются в сопроводительной документации для вводного модуля. Прочие погрешности идут под учёт отдельно, опираясь на тип эксплуатируемых термопар, электромагнитную обстановку, свойства среды измерения и далее.
Удельная теплоемкость металла или сплава — величина, численно равная количеству теплоты, направляемого на единицу массы металла для подъем его температуры на одну риску температурной шкалы.
Как подсчитать удельную теплоемкость металла? В условиях воздействия сверхвысоких и отрицательных температур значения абсолюта и термические зависимости удельной теплоемкости металлов заметно различаются.
Определение удельной теплоёмкости устройств производится с помощью подготовленных калориметрических установок, например, печью Смита, где тепло от сплава отводят или подводят к сплаву с постоянной скоростью, то есть, методом температурного перепада между печью и образцом.
температура в K | плотность меди кг/м3 | удельная теплоемкость, Дж/(кг·град) | температуропроводность, м2/с | теплопроводность меди, Вт. |
---|---|---|---|---|
50 | —— | —— | —— | 1250 |
100 | —— | —— | —— | 482 |
200 | —— | —— | 130 | 413 |
300 | 8,933 | 385,0 | 117 | 401,9 |
400 | 8,870 | 397,7 | 111 | 391,5 |
500 | 8,628 | 408,0 | 107 | 385,4 |
600 | 8,779 | 416,9 | 103 | 376,9 |
700 | 8,728 | 425,1 | 99,7 | 369,7 |
800 | 8,656 | 432,9 | 96,3 | 360,8 |
900 | 8,622 | 441,7 | 93,3 | 355,3 |
1000 | 8,567 | 451,4 | 90,3 | 349 |
1100 | 8.509 | 464,3 | 85,5 | 337,6 |
1200 | 8,451 | 480,8 | 80,6 | 327,5 |
1300 | 8,394 | 506,5 | 75,8 | 322,1 |
1400 | 7,98 | 513,9 | 42,7 | 175 |
1600 | 7,96 | 513,9 | 15,2 | 184 |
Тепловая энергия, обращенная при нагревании на упорядоченный сплав, не только увеличивает амплитуду атомических тепловых колебаний, но также вызывает разупорядочивание структуры., поэтому удельная теплоёмкость сплавов выше, чем аддитивно-рассчитанная из свойств компонентов. В ходе разупорядочивания структуры удельная теплоёмкость возрастает до тех пор, пока возле критической точки нарастания, она не достигнет пика.
В практике измерений температуры агрегатами на резистивных элементах принято использовать фиксированную величину нагрева преобразователя электрическим током для последующего вывода через вторичный прибор. Уменьшение этого увеличивает стоимость конечного агрегата в связи с необходимостью внедрения в конструкцию усилителя выходного сигнала, что в свою очередь увеличивает объем искажений.
Температура – один из ключевых параметров любого вещества: твердого тела, газа или жидкости. Показатель температуры дает определение тепловому состоянию и направлению теплопередачи. Если совместить в контакт друг с другом два тела с различными температурами, более горячее тело будет остывать, в то время как менее нагретое – нагреваться, до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие между ними. Это возможно наблюдать в условиях изолированности тел от окружающей среды, когда теплопотери или теплоприток извне исключены. Температура демонстрирует внутреннюю энергию тела: кинетическая и потенциальная энергия газовых, жидкостных или молекул твердого тела находятся в прямой зависимости от температуры. Энергия отдельно взятой молекулы не релевантна средней энергии тела, поэтому понятие температуры не является применимым к молекулам, следовательно, статистически показатель температуры отражает энергию тел, состоящих из большого числа молекул. В настоящее время наличествует надобность измерения тепловых величин во всех отраслях промышленности.
термопреобразователь сопротивления pt100 погружной – является наиболее часто заказываемой позицией в нашем производстве. Более подробно с номенклатурой можно ознакомиться в разделе «Каталог».
Платиновые электротермопреобразователи входят в число общеизмерительных агрегатов в автоматизации технологических процессов на производствах пищевых товаров. Они применяются в термических замерах в:
Наибольшее распространение в практике получили ТСП — платиновые термометры сопротивления pt10, pt50, pt100, pt500 и Pt1000, где цифрой обозначена величина показателя сопротивления в Ом. ТСП применимы для интервала (-260… 750) °С. Термометры Pt1000 и Pt100 с наивысшим показателем чувствительности создаются в процессе напыления сверхтонкого покрытия платины на слой керамической или стальной платформы. Малый размер чувствительного элемента обеспечивается сравнительно небольшим количеством (около 1мг) напыляемой платины.
При этом остаются действительными преимущества платины — линейность изменения сопротивления от температуры, стойкость в высокотемпературных средах, термическая стабильность. Именно эта технологическая особенность обеспечивает наивысший спрос на платиновые термопреобразователи Pt100 и Pt1000. Цена платиновых преобразователей сопротивления формируется исходя из необходимой модификации.
Иные агрегаты производятся путем намотки на основу платиновой лески.
Выбирая модель ТСП, рекомендуется руководствоваться следующим правилом — низкая величина сопротивления ТС для замера высоких температур, высокая для низких.
В дополнение к этому, при использовании ТСП с высоким сопротивлением зависимость от колебаний сопротивления внешней линии менее заметна, чем при использовании низковеличинных ТС.
Слабыми сторонами платиновых термометр сопротивления являются:
Главная конструктивная особенность погружных платиновых термопреобразователей сопротивления — наличие патрубка, называемого штуцером, щупа или зонда, соединяющего их с замеряемой средой погружения.
Минимальная глубина рассчитывается исходя из теплообмена, состава среды и скорости потоков, проходящих внутри. Существующая взаимозависимость между глубиной погружения в среду и теплопотерями позволяет рассчитать погрешность температурной величины измеряемого объекта. Предварительный расчёт длины погружного термометра сопротивления можно выполнить с помощью таблицы перемножения диаметра корпуса термопреобразователя на коэффициент:
Среда | Динамический поток | Статистические условия |
жидкая | 5-10 | 10-20 |
воздушная | 10-20 | 20-40 |
Согласно мнениям отечественных и зарубежных специалистов стабильность современных термодатчиков растет. Если вам необходим контактный измеритель с повышенным запасом прочности в диапазоне с 200 до 600 °С, вряд ли возможно найти лучшее решение, чем купить платиновый термометр сопротивления.
Наибольшая часть неисправностей в нынешних погружных термопреобразователях сопротивления происходит из их закрепления в измеряемой среде и отказа приборов вывода, но не в нестабильности чувствительных элементов.