34 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Осмотр термоэлектрических преобразователей

Ремонт термоэлектрических преобразователей

Осмотр термоэлектрических преобразователей

Термопреобразователь разбирают на отдельные части, очищают их от грязи и тщательно осматривают с целью выяснения состояния термоэлектродов и их рабочего конца, зажимов на вкладыше головки и самого вкладыша, керамического изоляционного вкладыша (стаканчика) для рабочего конца термопары, защитной трубки.

При осмотре термопар, у которых термоэлектроды изготовлены из неблагородных металлов или сплавов (медь, копель, хромель, алюмель и др.), проверяют отсутствие поперечных трещин, которые иногда появляются в результате длительной работы термопреобразователя при высоких для термоэлектродов температурах или вследствие частых попеременных изменений температуры исследуемой среды, то в сторону повышения, то в сторону понижения.

Появление трещин в термоэлектродах может быть также следствием механических напряжений от неправильного армирования термопреобразователя. Так, применение двухканальных изоляторов при толстых термоэлектродах часто приводит к выходу термопреобразователей из строя. Недопустимо, чтобы термопара, особенно изготовленная из толстых термоэлектродов, своим рабочим концом упиралась в дно защитной трубки или изоляционного керамического вкладыша (стаканчика).

При внешнем осмотре термопар, термоэлектроды которых изготовляются из благородных металлов или сплавов (платина, платинородий и др.), проверяют отсутствие на их поверхности «пересечек» — мелких углублений как бы от удара ножом. При их обнаружении термоэлектроды в местах, где замечены «пересечки», разрывают и сваривают.

Отжиг термопар из благородных металлов

В эксплуатационных условиях при очень высоких температурах не всегда удается защитить платинородиевые и платиновые термоэлектроды от воздействия на них восстановительной газовой среды (водород, оксид углерода, углеводороды) и агрессивных газовых сред (углекислота) в присутствии паров оксидов железа, магния и кремния. Кремний, присутствующий почти во всех керамических материалах, представляет собой наибольшую угрозу для платинородий-платиновых термопреобразователей.

Термоэлектроды этих термопреобразователей легко его поглощают с образованием силицидов платины. Происходит изменение термо-ЭДС, уменьшается механическая прочность термоэлектродов, иногда они полностью разрушаются в связи с возникшей хрупкостью. Неблагоприятное влияние оказывает присутствие угольных материалов, например графита, так как в них есть примеси кремнезема, который при высоких температурах в контакте с углем легко восстанавливается с выделением кремния.

Для удаления загрязняющих веществ из термоэлектродов благородных металлов или сплавов термопары подвергают отжигу (прокаливанию) в течение 30. 60 мин электрическим током на воздухе. Для этого термоэлектроды освобождают от изоляторов и подвешивают на двух штативах, после чего обезжиривают при помощи тампона, смоченного чистым этиловым спиртом (1 г спирта на каждый чувствительный элемент). Свободные концы термоэлектродов подключают к электрической сети напряжением 220 или 127 В частотой 50 Гц. Ток, необходимый для отжига, регулируют посредством регулятора напряжения и контролируют по показаниям амперметра.

Чувствительные элементы термопреобразователей с градуировочной характеристикой ПП (платинородий — платина) с термоэлектродами диаметром 0,5 мм отжигают при токе 10 — 10,5 А [температура (1150 + 50) °С], чувствительные элементы с градуировочной характеристикой типа ПР-30/6 [платинородий (30 %) — платинородий (6 %)] отжигают при токе 11,5. 12 А [температура (1450 + 50) °С].

Во время отжига термоэлектроды промывают бурой. Для этого на жестяную или какую-либо другую пластинку насыпают буру и затем пластинку передвигают вдоль нагретого термоэлектрода таким образом, чтобы он был погружен в буру (не забывать об электропроводности пластинки). Достаточно 3 — 4 раза провести пластинкой с бурой вдоль термоэлектрода, чтобы платинородий и платина были чистыми, без поверхностных загрязнений.

Может быть рекомендован и иной способ: по раскаленному термоэлектроду сплавляют каплю буры, давая этой капле свободно скатываться.

По окончании отжига ток плавно уменьшают до нулевого значения в течение 60 с.

После очистки оставшуюся на термоэлектродах буру удаляют: крупные капли — механически, а слабые остатки — промывкой в дистиллированной воде. Затем термопару вновь отжигают. Иногда промывки бурой и отжига бывает недостаточно, так как термоэлектроды все же остаются жесткими. Это указывает на то, что платина впитала кремний или другие несгорающие элементы и необходима очистка на аффинажном заводе, куда и направляют термоэлектроды. Так же поступают, если на термоэлектродах остаются поверхностные загрязнения.

Проверка однородности термоэлектродов

При практическом использовании термопреобразователя всегда обнаруживается некоторая разница температур вдоль длины его термоэлектродов. Рабочий конец термопреобразователя обычно располагается в зоне наивысшей температуры, например в центре дымохода. Если перемещать некий измеритель температуры, например рабочий конец термопреобразователя (подключенный к другому милливольтметру), вдоль термоэлектродов первого термопреобразователя в направлении от рабочего к свободным концам, то будет отмечаться уменьшение температуры по мере удаления от центра дымохода к его стенкам.

Каждый из термоэлектродов по длине обычно обладает неоднородностью (негомогенностью) — сказываются незначительное различие в составе сплава, наклеп, механические напряжения, местное загрязнение и т. п.

В результате неравномерного распределения температуры вдоль термоэлектродов и их неоднородности в термоэлектрической цепи возникают присущие точкам неоднородности термоэлектродов собственные термо-ЭДС, часть которых суммируется, часть вычитается, но все это приводит к искажению результата измерения температуры.

С целью уменьшения влияния неоднородности каждый термоэлектрод термопар из благородных металлов, особенно образцовых, после отжига проверяют на однородность.

Для этого выпрямленный проверяемый термоэлектрод вводят в невключенную небольшую трубчатую электропечь, способную при нагревании создавать местное тепловое поле. К положительному термоэлектроду присоединяют отрицательный зажим чувствительного нулевого гальванометра, к положительному зажиму этого гальванометра подключают положительный зажим источника регулируемого напряжения (ИРН), а к отрицательному зажиму ИРН — отрицательный термоэлектрод термопары. Такое включение ИРН дает возможность скомпенсировать (уравновесить) термо-ЭДС термопары напряжением от ИРН. Чтобы не повредить чувствительный нулевой гальванометр, сперва вместо него включают более грубый нулевой гальванометр, производят компенсацию термо-ЭДС, затем меняют местами нулевые гальванометры и выполняют окончательную компенсацию термо-ЭДС, используя реостаты плавного регулирования ИРН и чувствительный нулевой гальванометр.

Включают электропечь, создают местный прогрев исследуемого термоэлектрода и медленно протягивают его через печь по всей его длине. При однородности металла или сплава термоэлектрода указатель нулевого гальванометра будет находиться на нулевой отметке. В случае же неоднородности термоэлектродной проволоки указатель нулевого гальванометра отклонится влево или вправо от нулевой отметки. Неоднородный участок термоэлектрода вырезают, концы сваривают и спай проверяют на однородность.

При наличии незначительной неоднородности, когда дополнительная термо-ЭДС не превышает половины допускаемой погрешности для термо-ЭДС данной пары, участок термоэлектрода не вырезают и с указанной неоднородностью не считаются.

Подготовка термоэлектродов к сварке

Если позволяет длина оставшихся несгоревшими термоэлектродов, вместо разрушенного рабочего конца изготавливают новый.

Если имеется возможность изготовить термопару из новых термоэлектродов, самым тщательным образом проверяют соответствие материала термоэлектродов изготавливаемому термопреобразователю, чтобы убедиться в его качественности.

Для этого на основании нормативных документов устанавливают род материала, его техническую характеристику, результаты испытания материала ОТК (отделом технического контроля) завода-изготовителя. При соответствии этих данных техническим требованиям материал может быть использован; в противном случае его подвергают испытаниям.

Для проверки однородности от бухты материала отрезают кусок термоэлектрода длиной, превышающей необходимую для изготовления термопреобразователя, после чего с помощью зажимов к концам термоэлектрода подключают короткие медные соединительные провода. Зажимы опускают в теплоизоляционные сосуды с тающим льдом (0 °С) и определяют однородность материала термоэлектрода.

Для определения рода материала и его класса от бухты отрезают около 0,5 м термоэлектрода и сваривают его с таким же куском платиновой проволоки. Рабочий конец полученной термопары помещают в паровой термостат с температурой 100 °С, а свободные концы отводят в теплоизоляционные сосуды с тающим льдом (0 °С) и соединяют медными проводами с потенциометром. По термо-ЭДС, развиваемой термопарой, определяют род и класс материала.

Читать еще:  Смотрите видео электропроводка под натяжной потолок

ПОВЕРКА ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Задание

1. Изучить назначение, принцип действия, устройство и основные технические данные термоэлектрических преобразователей (ТП).

2. Ознакомится с установкой для поверки ТП.

3. Научится правильно пользоваться переносным потенциометром.

4. Произвести поверку одного из ТП (по указанию преподавателя).

5. Составить отчёт по поверке.

6. Дать обоснованное заключение о пригодности поверяемого ТП.

Описание установки

Поверка ТП производится при помощи эталонного калибратора температуры КТ–500 (рис. 1). Калибраторы температуры типа КТ–500 предназначены для высокоточного воспроизведения температуры в диапазоне от 50 до 500 о С и используются для поверки и калибровки ТП по ГОСТ 8.338–2002.

В отверстиях цельнометаллического термостатирующего блока калибратора размещаются поверяемые ТП. Температура термостатирования устанавливается с помощью клавиатуры на панели управления.

На вертикальной части передней панели расположены два переключателя: «Сеть» и Блокировка». Двухпозиционный переключатель «Блокировка» служит для включения системы блокировки цепей питания нагревателей, предназначенной для отключения питания в аварийной ситуации.

Термоэлектродвижущая сила (ТЭДС) измеряется прибором универсальным измерительным типа Р4833 (рис. 6).

Рис. 6. Принципиальная схема поверки ТП: 1 – поверяемый ТП, 2 – универсальный измерительный прибор типа Р4833, 3 – удлиняющие провода

Температуру свободных концов tс.к.ТП рекомендуется поддерживать 0 o C. Допускается поверка ТП при температуре свободных концов, не равной 0 о С. В данной схеме свободные концы ТП расположены непосредственно на зажимах измерительного прибора типа Р4833.

При поверке выполняют требования техники безопасности, изложенные в документации на применяемые средства поверки и оборудование.

Методика и порядок проведения поверки

В условиях учебной лаборатории поверка ТП включает внешний осмотр, определение соответствия статической характеристики преобразователя стандартной (НСХ).

При проведении поверки соблюдают следующие условия:

температура окружающего воздуха, о С – (20 ± 5);

относительная влажность окружающего воздуха, % – 30…80;

атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.) – 84,0…106,7 (630…800);

напряжение питания, В – 220±4,4;

частота питающей сети, Гц – (50±0,5).

Для поверки постоянства номинальной статической характеристики преобразования (НСХ) ТП измеряют ТЭДС чувствительных элементов ТП при нескольких значениях температур внутри рабочего диапазона измерений. По результатам измерений определяют отклонение значений от НСХ.

Внешний осмотр

Внешний осмотр выполняется для обнаружения неисправностей защитной арматуры, головки, зажимов и чувствительного элемента ТП. На основании внешнего осмотра устанавливают возможности дальнейшей эксплуатации прибора, определяют характеристики, указанные на головке ТП (рис. 7).

Рис. 7. Конструкция термоэлектрического преобразователя общепромышленного назначения: 1 – электроды; 2 – рабочий спай; 3 – трубка; 4 – защитная арматура; 5 – керамический наконечник; 6 – заливка; 7 – головка; 8 – сборка; 9 – зажимы; 10 – удлиняющие провода; 11 – герметизированный ввод; 12 – элементы крепления ТП.

При внешнем осмотре поверяемых ТП типов ТХК (L), ТХК (Е), ТХА (К), ТЖК (J) неразборной конструкции должно быть установлено соответствие следующим требованиям:

– защитная арматура ТП не должна иметь повреждений поверхности, должны отсутствовать нарушения крепления арматуры и головки, целостности головки, должно быть соблюдено соответствие подключения термоэлектродов маркировке;

– на каждом поверяемом ТП должно быть проверено наличие маркировки с указанием номера ТП, типа НСХ, года выпуска, рабочего диапазона измерений и класса допуска.

В соответствии с ГОСТ Р 8.585–2001 в табл. 1, 6 приложения В приведены пределы применения для различных ТП и химический состав термоэлектродных материалов.

Результаты внешнего осмотра записывают в протоколе поверки (форма 1).

Поверка постоянства номинальной статической характеристики преобразования (НСХ)

Статические характеристики чувствительных элементов (ЧЭ) поверяемых ТП должны соответствовать НСХ соответствующего типа в пределах допускаемых отклонений ТЭДС. При проверке этого требования определяют ТЭДС ЧЭ ТП при двух значениях температур t1 и t2 его рабочего конца и температуре свободных концов, равной 0 о С. Полученные результаты измерений сравнивают с данными НСХ соответствующего типа ТП при тех же значениях температуры.

После проведения внешнего осмотра подключают КТ–500 к сети. При этом начинает работать вентилятор обдува блока. Устанавливают переключатель «Блокировка» в положение «Вкл» и включают тумблер «Сеть». Цифровой индикатор высвечивает служебную информацию «[с] ‘ 2001», а затем переходит в рабочий режим, показывая на табло комнатную температуру, а если при поверке ТП свободные концы не термостатировались, то и температуру свободных концов t.

Температуру свободных концов можно измерить лабораторным стеклянным термометром с погрешностью не более 0,1 o C.

Заданный температурный режим устанавливают с помощью клавиатуры на панели управления. Для изменения температуры имеются пять кнопок: ◄╝ вход (выход) в режим редактирования температуры, кнопки ►,◄ передвижения по разрядам и кнопки ▼,▲ изменения цифры соответствующего разряда. После выхода из режима редактирования индикатор 5 – 7 секунд погашен. В целях безопасности предусмотрено сбрасывание нагрева во время редактирования.

Затем переключатель «Блокировка» переводят в положение «Выкл». При этом включается нагрев, за изменением температуры наблюдают по цифровому табло.

По истечении времени выхода КТ–500 на рабочий режим, когда на цифровом табло калибратора в нижней строке появляется отсчет времени, включают переключатель «Блокировка», снимают показания с индикатора КТ–500 и измеряют ТЭДС ТП универсальным измерительным прибором типа Р4833.

Для подготовки к работе универсального измерительного прибора типа Р4833 (рис. 8) нажать кнопки «П», «Г», «БП», «НЭ», «Δ1». Произвести установку рабочего тока первого контура потенциометра, для чего установить стрелку гальванометра на нуль вращением ручек РАБОЧИЙ ТОК «1Ñ» и «1ÑÑ», вначале при нажатой кнопке «Ñ» (грубо), а затем при нажатой кнопке «ÑÑ» (точно). Нажать кнопку «Δ2». Произвести установку рабочего тока второго контура потенциометра, для чего установить стрелку гальванометра на нуль вращением ручек РАБОЧИЙ ТОК «2Ñ» и «2ÑÑ» вначале при нажатой кнопке «Ñ», а затем при нажатой кнопке «ÑÑ».

Рис. 8. Общий вид панели универсального измерительного прибора типа Р4833

Для измерения ТЭДС нажать кнопку «Z» (рис. 8), установить стрелку гальванометра на нуль вращением ручек декадных переключателей «х 10 Ω(mV)», «х 1 Ω(mV)», «х 0,1 Ω(mV)», «х 0,01 Ω(mV)» вначале при нажатой кнопке «Ñ», а затем при нажатой кнопке «ÑÑ». Значение измеренного напряжения в милливольтах будет равно сумме показаний декад, полученных при точных измерениях. Результаты наблюдений записывают в протокол поверки (форма 1).

Число отсчетов поверяемого ТП при заданной температуре должно быть не менее 4-х, их выполняют поочерёдно через равные и возможно минимальные промежутки времени. Отсчеты ТЭДС поверяемых ТП проводят до 10 -2 мВ.

По показаниям калибратора или ртутного стеклянного термометра определяют и вносят в протокол поверки с округлением до 1 о С значение температуры свободных концов t поверяемого ТП.

При поверке ТП их ТЭДС должна быть определена не менее чем при двух значениях температуры.

При переходе на новую температуру отключают блокировку. С помощью кнопок управления устанавливают заданный температурный режим. Когда в нижней строке табло появится отсчет времени, включают переключатель «Блокировка», снимают показания с индикатора КТ–500 и измеряют ТЭДС при новом значении температуры. Результаты измерений записывают в протокол поверки (форма 1).

По окончании работы после охлаждения термостатирующего блока до температуры 200 о С выключают калибратор переключателем «Сеть» и отсоединяют КТ–500 от сети.

Обработка и оформление результатов поверки

По полученным результатам отсчетов значений ТЭДС определяют средние арифметические величины ТЭДС поверяемого ТП.

Среднеарифметические значения ТЭДС поверяемого ТП Е(t, t)приводят к значениям ТЭДС ТП Е(t, 0) при температуре свободных концов, равной 0 о С, внося поправку Е(t,0)на температуру свободных концов:

Поправку определяют по НСХ для ТП (табл. 2 – 4 приложения В).Значение поправки имеет знак «плюс» и равно табличному значению ТЭДС ТП при такой температуре t, какую при поверке имели свободные концы.

Читать еще:  Халявное электричество из земли

Приведенные значения ТЭДС Е(t,0) вносят в протокол поверки.

По НСХ поверяемого ТП (табл. 2 – 4 приложения В) находят нормированное значение ТЭДС ЕНСХ(t,0) для каждого значения температуры t.

Для поверяемого ТП определяют разность между приведенным, Е(t,0)и нормированным значением ЕНСХ(t,0)ТЭДС для каждой температуры, ΔЕ:

Разность указанных значений для ТП соответствующего типа, ΔЕ, не должна превышать предела допускаемого отклонения от НСХ (таблица 6 приложения В). ТП, не удовлетворяющие этому требованию хотя бы при одном из заданных значений температуры, должны быть переведены в более низкий класс точности или забракованы.

По экспериментальным данным строят график зависимости ТЭДС от температуры.

В отчёт необходимо включить:

а) краткое описание работы;

б) принципиальную схему установки для поверки ТП;

в) протокол поверки и график зависимости ТЭДС от температуры;

г) заключение о пригодности ТП.

Контрольные вопросы

1. Какие физические явления положены в основу работы ТП?

2. Укажите максимальные значения ТЭДС различных ТП и температурные пределы их применения.

3. Из каких материалов изготавливают удлиняющие термоэлектродные провода и каково их назначение?

4. Почему при измерении температуры ТП температура свободного спая должна быть постоянной?

5. Как производится автоматическое введение поправки на температуру свободного спая?

6. Из чего складывается общее сопротивление цепи ТП и почему оно должно быть постоянным, если в качестве вторичного прибора применяется милливольтметр?

7. Какие типы стандартных ТП вам известны?

8. Как устроены ТП?

поверки ТП типа______________, НСХ____________, №_____________.

Поверка производилась по средствам поверки:

Калибратору температура типа____________________, № ______________,

потенциометру типа__________, класса______________, N______________

Замечания по внешнему осмотру __________________________________

№ отсчетаСреднее значение
Температура t1, о С
Значение ТЭДС, Е(t1,t), мВ
Температура t2, о С
Значение ТЭДС, Е(t2,t), мВ
Температура свободных концов, t0, о С
Поправка на температуру свободных концов Е(t,0), мВ
Приведенное значение ТЭДС Е(t1,0), мВ
Нормированное значение ТЭДС ЕНСХ(t1,0), мВ
Погрешность, ΔE1, мВ
Приведенное значение ТЭДС Е(t2,0), мВ
Нормированное значение ТЭДС ЕНСХ(t2,0), мВ
Погрешность, ΔE2, мВ
Допускаемая погрешность ΔE, мВ

Лабораторная работа №9

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

Ремонт термоэлектрических преобразователей

Осмотр термоэлектрических преобразователей

Термопреобразователь разбирают на отдельные части, очищают их от грязищи и кропотливо осматривают с целью выяснения состояния термоэлектродов и их рабочего конца, зажимов на вкладыше головки и самого вкладыша, глиняного изоляционного вкладыша (стаканчика) для рабочего конца термопары, защитной трубки.

При осмотре термопар, у каких термоэлектроды сделаны из неблагородных металлов либо сплавов (медь, копель, хромель, алюмель и др.), инспектируют отсутствие поперечных трещинок, которые время от времени возникают в итоге долговременной работы термопреобразователя при больших для термоэлектродов температурах либо вследствие нередких попеременных конфигураций температуры исследуемой среды, то в сторону увеличения, то в сторону снижения.

Возникновение трещинок в термоэлектродах может быть также следствием механических напряжений от неверного армирования термопреобразователя. Так, применение двухканальных изоляторов при толстых термоэлектродах нередко приводит к выходу термопреобразователей из строя. Неприемлимо, чтоб термопара, в особенности сделанная из толстых термоэлектродов, своим рабочим концом упиралась в дно защитной трубки либо изоляционного глиняного вкладыша (стаканчика).

При наружном осмотре термопар, термоэлектроды которых изготовляются из великодушных металлов либо сплавов (платина, платинородий
и др.), инспектируют отсутствие на их поверхности «пересечек» — маленьких ложбинок вроде бы от удара ножиком. При их обнаружении термоэлектроды в местах, где увидены «пересечки», разрывают и сваривают.

Отжиг термопар из великодушных металлов

В эксплуатационных критериях при очень больших температурах не всегда удается защитить платинородиевые и платиновые термоэлектроды от воздействия на их восстановительной газовой среды (водород, оксид углерода, углеводороды) и брутальных газовых сред (углекислота) в присутствии паров оксидов железа, магния и кремния. Кремний, присутствующий практически во всех глиняних материалах, представляет собой самую большую опасность для платинородий-платиновых термопреобразователей.

Термоэлектроды этих термопреобразователей просто его поглощают с образованием силицидов платины. Происходит изменение термо-ЭДС, миниатюризируется механическая крепкость термоэлектродов, время от времени они стопроцентно разрушаются в связи с появившейся хрупкостью. Неблагоприятное воздействие оказывает присутствие угольных материалов, к примеру графита, потому что в их есть примеси кремнезема, который при больших температурах в контакте с углем просто восстанавливается с выделением кремния.

Для удаления загрязняющих веществ из термоэлектродов великодушных металлов либо сплавов термопары подвергают отжигу (прокаливанию) в течение 30…60 мин электронным током на воздухе. Для этого термоэлектроды высвобождают от изоляторов и подвешивают на 2-ух штативах, после этого обезжиривают с помощью тампона, смоченного незапятнанным этиловым спиртом (1 г спирта на каждый чувствительный элемент). Свободные концы термоэлектродов подключают к электронной сети напряжением 220 либо 127 В частотой 50 Гц. Ток, нужный для отжига, регулируют средством регулятора напряжения и держут под контролем по свидетельствам амперметра.

Чувствительные элементы термопреобразователей с градуировочной чертой ПП (платинородий — платина) с термоэлектродами поперечником 0,5 мм отжигают при токе 10
— 10,5 А [температура (1150 + 50) °С], чувствительные элементы с градуировочной чертой типа ПР-30/6 [платинородий (30 %) — платинородий (6 %)] отжигают при токе
11,5…12 А [температура (1450 + 50) °С].

Во время отжига термоэлектроды промывают бурой. Для этого на жестяную либо какую-либо другую пластинку насыпают буру и потом пластинку передвигают повдоль нагретого термоэлектрода таким макаром, чтоб он был погружен в буру (не забывать об электропроводности пластинки). Довольно 3
— 4 раза провести пластинкой с бурой повдоль термоэлектрода, чтоб платинородий и платина были незапятнанными, без поверхностных загрязнений.

Может быть рекомендован и другой метод: по раскаленному термоэлектроду сплавляют каплю буры, давая этой капле свободно скатываться.

По окончании отжига ток плавненько уменьшают до нулевого значения в течение 60 с.

После чистки оставшуюся на термоэлектродах буру убирают: большие капли — механически, а слабенькие остатки — промывкой в дистиллированной воде. Потом термопару вновь отжигают. Время от времени промывки бурой и отжига бывает недостаточно, потому что термоэлектроды все таки остаются жесткими. Это показывает на то, что платина поглотила кремний либо другие несгорающие элементы и нужна чистка на аффинажном заводе, куда и направляют термоэлектроды. Так же поступают, если на термоэлектродах остаются поверхностные загрязнения.

Проверка однородности термоэлектродов

При практическом использовании термопреобразователя всегда находится некая разница температур повдоль длины его
термоэлектродов. Рабочий конец термопреобразователя обычно размещается в зоне наивысшей температуры, к примеру в центре дымопровода. Если перемещать некоторый измеритель температуры, к примеру рабочий конец термопреобразователя (присоединенный к другому милливольтметру), повдоль термоэлектродов первого термопреобразователя в направлении от рабочего к свободным концам, то будет отмечаться уменьшение температуры по мере удаления от центра дымопровода к его стенам.

Любой из термоэлектродов по длине обычно обладает неоднородностью (негомогенностью) — сказываются малозначительное различие в составе сплава, наклеп, механические напряжения, местное загрязнение и т. п.

В итоге неравномерного рассредотачивания температуры повдоль термоэлектродов и их неоднородности в термоэлектрической цепи появляются присущие точкам неоднородности термоэлектродов собственные термо-ЭДС, часть которых суммируется, часть вычитается, но все это приводит к искажению результата измерения температуры.

С целью уменьшения воздействия неоднородности каждый термоэлектрод термопар из великодушных металлов, в особенности примерных, после отжига инспектируют на однородность.

Читать еще:  Фото электропроводки в квартире

Для этого выпрямленный проверяемый термоэлектрод вводят в невключенную маленькую трубчатую электропечь, способную при нагревании создавать местное термическое поле. К положительному термоэлектроду присоединяют отрицательный зажим чувствительного нулевого гальванометра, к положительному зажиму этого гальванометра подключают положительный зажим источника регулируемого напряжения (ИРН), а к отрицательному зажиму ИРН — отрицательный термоэлектрод термопары. Такое включение ИРН дает возможность скомпенсировать (уравновесить) термо-ЭДС термопары напряжением от ИРН. Чтоб не разрушить чувствительный нулевой гальванометр, сначала заместо него включают более твердый нулевой гальванометр, создают компенсацию термо-ЭДС, потом меняют местами нулевые гальванометры и делают окончательную компенсацию термо-ЭДС, используя реостаты плавного регулирования ИРН и чувствительный нулевой гальванометр.

Включают электропечь, делают местный прогрев исследуемого термоэлектрода и медлительно протягивают его через печь по всей его длине. При однородности металла либо сплава термоэлектрода указатель нулевого гальванометра будет находиться на нулевой отметке. В случае же
неоднородности термоэлектродной проволоки указатель нулевого гальванометра отклонится на лево либо на право от нулевой отметки. Неоднородный участок термоэлектрода вырезают, концы сваривают и спай инспектируют на однородность.

При наличии малозначительной неоднородности, когда дополнительная термо-ЭДС не превосходит половины допускаемой погрешности для термо-ЭДС данной пары, участок термоэлектрода не вырезают и с обозначенной неоднородностью не числятся.

Подготовка термоэлектродов к сварке

Если позволяет длина оставшихся несгоревшими термоэлектродов, заместо разрушенного рабочего конца изготавливают новый.

Если имеется возможность сделать термопару из новых термоэлектродов, самым кропотливым образом инспектируют соответствие материала термоэлектродов изготавливаемому термопреобразователю, чтоб убедиться в его качественности.

Для этого на основании нормативных документов устанавливают род материала, его техно характеристику, результаты тесты материала ОТК (отделом технического контроля) завода-изготовителя. При согласовании этих данных техническим требованиям материал может быть применен; в неприятном случае его подвергают испытаниям.

Для проверки однородности от бухты материала отрезают кусочек термоэлектрода длиной, превосходящей нужную для производства термопреобразователя, после этого при помощи зажимов к концам термоэлектрода подключают недлинные медные соединительные провода. Зажимы опускают в теплоизоляционные сосуды с тающим льдом (0 °С) и определяют однородность материала термоэлектрода.

Для определения рода материала и его класса от бухты отрезают около 0,5 м термоэлектрода и сваривают его с таким же кусочком платиновой проволоки. Рабочий конец приобретенной термопары помещают в паровой термостат с температурой 100 °С, а свободные концы отводят в теплоизоляционные сосуды с тающим льдом (0
°С) и соединяют медными проводами с потенциометром. По термо-ЭДС, развиваемой термопарой, определяют род и класс материала.

Устройства термоэлектрического преобразования. Поиск неисправностей

Элементы Пельтье

Более 180 лет прошло с тех, как физиками были открыты термоэлектрические явления. Через 12 лет после формулирования Зеебеком эффекта теплообмена часовщик Пельтье опубликовал статью о температурных аномалиях, наблюдаемых вблизи границы двух различных проводников при прохождении через них электрического тока. Явление, названное позже эффектом Пельтье, заключается в выделении или поглощении (в зависимости от направления тока) тепла на границе двух разных проводников (обратный эффекту Зеебека). Наблюдаемые Пельтье аномалии оказались тем сильнее, чем больше были величины термо-эдс. Термоэлектрические явления тогда не вызвали у физиков большого интереса, поскольку в то время они были наиболее заняты изучением электромагнетизма и, впоследствии, электромагнитной индукции. Термоэлементы давно применяются для термоизмерений, однако, вопрос их извлечения с их помощью электроэнергии стал рассматриваться всерьёз только тогда, когда потребность в новых источниках колоссально выросла. Ядерное излучение, аналогично фотонному потоку, увеличивает значение проводимости у полупроводников, что позволяет наблюдать прохождение через них отдельных высокоускоренных частиц.

Прочность и пластичность металлов обязана особому виду связи – совокупности свободных валентных электронов со всей совокупностью положительных ионов.
К пионерам промышленного производства термоэлектрических преобразователей можно отнести организации Rosemount, Siemens.
Термоэлектрический преобразователь, работа которого основывается на эффекте Пельтье, называется элементом Пельтье. Функционирование элементов Пельтье обеспечивается совмещением двух полупроводников с нерелевантными величинами энергии электронов в зоне проводимости. В процессе протекания тока по контакту электроны приобретают дополнительную энергию, перемещаясь в более высокоэнергетическую зону проводимости смежного полупроводника. Когда энергия поглощается, происходит охлаждение точки контакта, а при смене направления тока мы можем наблюдать нагрев.

Достоинства термоэлектрических преобразователей Пельтье:

  • небольшие габариты,
  • отсутствие лишних движущихся механических компонентов, газов и жидкостей во внутренностях,
  • отсутствие шума при работе.

Из недостатков можно отметить более низкий показатель КПД, чем у компрессорных холодильных установок с фреонным охлаждением, что увеличивает объем потребляемой мощности для достижения необходимой разности температур.

Многозонные термоэлектрические преобразователи

Многозонные термоэлектрические преобразователи создавались как решение проблемы ступенчатого измерения в длинномерных объектах: для реакторных установок АЭС, станций нефтепереработки и нефтеочистки, плавилен глубокого погружения, шахтовых разработок – сред с преобладающим многообразием параметров.

Конструкции состоят из нескольких первичных термоэлектрических преобразователей, с поверяемой длиной до 500мм, состоящих из чувствительного элемента и изоляции его от среды. Герметичные изолирующие корпуса изготавливаются из алюминия, нержавеющей стали или полимеров. Измерение температуры допустимо производить лишь в средах, не разрушающих материал защитной арматуры.

Кабельные термоэлектрические преобразователи, гибкие термоэлектрические преобразователи в мягкой изоляции

Наибольшее распространение получили модификации КТХК (хромель-копель), КТХА (хромель-алюмель) и ПТХК (платинородиевые)
Основные достоинства и недостатки кабельных термопар:

  • (+) более высокие по отношению к проволочным термопреобрахователям термоэлектрическая стабильность и рабочий запас прочности
  • (+) возможность изгиба, монтажа в труднодоступных местах
  • (-) невысокий рабочий ресурс термопреобразователей при температурах выше 1000С из-за малого диаметра термоэлектродов
  • (+) минимальная тепловая инерция, что благоприятствует применению в быстропротекающих процессах

Для кабельных термопреобразователей типа КТХАСК (стальная оболочка) допускается кратковременное применение при температуре до 1000°C.

ПараметрЗначения
Диаметр кабельного термопреобразователя D, мм0,91,01,31,53,04,04,65,06,0
Диаметр термоэлектродов, мм0,180,20,260,270,650,850,750,91,0
Длина термопреобразователя L, м, не более10050253020
Масса одного метра термопреобразователя, г *4,25,28,611397483110163
Максимальный диапазон измеряемой температуры, °С **КТХАС

КТГХАС

от −40
до +650
от −40
до +700
от −40 до +900
КТХКС

КТГХКС

от −40
до +400
от −40
до + 500
от −40 до +600
КТХАСп

КТГХАСп

от −40
до +750
от −40
до +800
от −40 до +1000

Нормирующие термоэлектрические преобразователи

Нормирующие термоэлектрические преобразователи предназначаются для преобразования выходного сигнала первичных преобразователей и выходного сигнала переменного тока измерительных устройств в унифицированный сигнал постоянного тока. Также такие устройства называют промежуточными. Предназначены строго для работы в комплекте с термоэлектрическими термометрами.

Правила осмотра термоэлектрических преобразователей

Термопреобразователь демонтируют, разбирая на отдельные комплектующие, очищают поверхности от грязи, изучают на наличие поперечных трещин, возникновение которых обусловлено длительностью работы термоэлектрического преобразователя в средах высоких температур или частых температурных скачков.
Появление трещин в термоэлектродах может быть также вызвано механических напряжением в связи с нарушением алгоритма нормирования напряжения.
При внешнем осмотре термоэлектродов из благородных металлов или сплавов их проверяют на наличие поверхности небольших точечных углублений и при обнаружении таковых, в местах где это было обнаружено, их необходимо разорвать и сварить снова.

Разрушенные или поврежденные защитные трубки из кварца, фарфора или керамики придётся заменить, иные варианты недопустимы.

Поврежденные металлические трубки отчищают от коррозии, загрязнений и масляных пятен, затем поврежденные точки заваривают электрической сваркой.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector