Приборы для измерения температуры
Жидкостно-стеклянные термометры. Принцип действия этих приборов основан на тепловом расширении жидкости. В качестве рабочего вещества в жидкостно-стеклянных термометрах применяют ртуть, толуол, этиловый спирт, эфир и др. Наибольшее распространение в промышленности нашли технические ртутные термометры (рис. 1). Их используют в интервале — 30°+500°С.
Прибор состоит из термобаллона /, погружаемого в измеряемую среду, дистанционного капилляра 2 и корпуса 3, в котором расположены манометрическая пружина и электроконтактная система. При повышении температуры термобаллона увеличивающееся в нем давление передается по капилляру манометрической пружине, которая посредством рычажного передаточного механизма отклоняет стрелку 4 по шкале прибора.
Рис. 2. Установка технических термометров в металлических Чехлах: А — вертикально, б — под углом в трубопроводе; 1 — термометр, 2 — чехол, 3 — масло или опилки |
С осью стрелки жестко связана контактная щеточка, скользящая по двум секторам с контактами. Один из секторов связан с желтым 5, а другой с красным 6 передвижными указателями. При установке указателя при помощи рычага на определенную отметку шкалы замыкание соответствующего контакта происходит при совпадении конца стрелки с. концом указателя.
Термометрические сигнализаторы ТС-100 и ТС-200 служат для измерения температуры соответственно в пределах 0—100° и 100—200° С. Сигнальные контакты рассчитаны на 500 замыканий и размыканий при силе тока 0,2 а и напряжении 220 в.
Рис. 3. Термометр манометрический сигнализирующий ТС-200: 1 — термобаллон, 2 — дистанционный капилляр. 3 — корпус, 4 — стрелка, 5 — нижний (желтый) указатель, 6 — верхний (красный) указатель |
1 и 3 — горячие и холодные спаи, 2 — изоляторы, 4 — термоэлектродные провода, 5 — клеммные зажимы, 6 — милливольтметр, 7 —» Медные провода |
Рис. 4. Схема термокомплекта: |
Термо-э. д. с. измеряется милливольтметром 6 (или потенциометром), который посредством клеммных зажимов 5 и термоэлектродных проводов 4 соединяется с термопарой. Промышленностью выпускаются следующие термоэлектрические термометры. Платина-платинородиевый термометр ТПП (рис. 5) применяют для длительного измерения температур до 1350° С и кратковременного до 1600° С. Термометр состоит из фарфорового защитного чехла 1, в котором находятся платина - платинородиевые электроды 2, и головки 3, в которой расположена клеммная колодка для соединения электродов термопары с термоэлектродными проводами. Для изоляции электродов (диаметром 0,2—0,6 мм) один из них снабжен фарфоровыми изоляторами (соломкой). |
Термоэлектрические термометры. Работа этих приборов (рис. 4) основана на явлении термической электродвижущей силы (термо-э. д. е.). В электрической цепи, составленной из разнородных проводников, при наличии разности температур их горячих 1 и холодных 3 спаев возникает термо-э. д.с. Проводники называются термоэлектродами, а два термоэлектрода, спаенные на одном конце, образуют термопару. Электроды термопары, защищенные изоляторами 2 и чехлом, называются термоэлектрическим термометром.
Для ТПП применяют термоэлектродные провода, состоящие из медного и медноникелевого провода.
Хромель-алюмелевый термометр (ТХА) применяют для измерения температур до 1100° С. Для определения температуры в средах с температурой до 600° С используют защитные чехлы из бесшовной стальной трубы, до 800° С — из хромистой стали и до 1100° С — из жаропрочных сплавов Х28Т и др.
Рис. 5. Платина - Рис. 6. Схема оптического пирометра Платинородиевый ОППИР-017: Термометр: / — выдвижной тубус объектива, 2 —линза T эятихиы* «ртл объектива, 3 — поглощающие стекла, 4 — лам- ГГчлектпопы 3-1 па, 5 — показывающий милливольтметр, 6 — Головкя выдвижной тубус окуляра, 7 — красный свето- Lujiuij л фильтр, 8 — реостат, 9 — щелочной аккумуля Тор |
Электроды термопары состоят из сплавов хромеля и алюмеля диаметром от 0,2 до 3 мм и изолированы фарфоровыми бусами. В качестве термоэлектродных проводов для ТХА обычно используют пару проводов медь — константан.
Хромель-копелев ый термометр (ТХК) используют для измерения температуры среды до 600° С.
Исправность термоэлектрических термометров проверяют внешним осмотром. Для этого снимают крышку головки термометра, отвинчивают винты и из чехла извлекают электроды. Если некоторые фарфоровые бусы или соломки побились, необходимо заменить их новыми, следя, чтобы не осталось места для касания голых электродов. Затем осматривают состояние горячего спая.
Если он разрушен, то концы электродов несколько скручивают и сваривают электросваркой (ТПП) или в пламени автогенной горелки (ТХА).
Пирометры ОППИР-017. Эти приборы основаны на использовании оптических методов измерения температуры тел по их излучению; применяются для измерения температуры выше 800° С. Их преимуществом является отсутствие непосредственного контакта измерительной части прибора с измеряемой средой. Из приборов этого типа наиболее распространены ручной переносный оптический пирометр ОППИР-017 и стационарный радиационный пирометр РП.
Принцип действия СШПИР-017 основан на сравнении в лучах определенной длины волны яркости тела, температура которого измеряется, с яркостью нити пирометрической лампы, смонтированной внутри прибора. Индикатором сравнения яркостей (исчезновение нити лампы на фоне тела) является глаз пиромет - риста.
Оптический пирометр (рис. 6) состоит из выдвижного тубуса 1 объектива, показывающего милливольтметра 5, лампы накаливания 4, выдвижного тубуса 6 окуляра и щелочного аккумулятора 9. В фокусе линзы 2 объектива находится пирометрическая лампа 4. Между линзой 2 объектива и лампой 4 вводится поворотом рукоятки одно из поглощающих стекол 3. В окулярной части телескопа имеется красный светофильтр 7, который обеспечивает измерение температуры в лучах определенной длины волны.
Реостат 8, включенный последовательно с лампой 4, служит для регулирования накала нити и управляется поворотом кольца. При крайнем левом положении кольца цепь тока лампы размыкается, а цепь тока милливольтметра с целью уменьшения колебаний стрелки закорачивается.
ОППИр-017 имеет два предела измерения: 800—1400° С и 1200—2000° С. При переходе на каждый предел необходимо ввести соответствующее поглощающее стекло 3.
При пользовании пирометром необходимо следить за своевременной зарядкой акумулятора. При неравномерном движении стрелки по шкале следует протереть реостат чистой тряпочкой, смоченной спиртом. Перед каждой серией измерений необходимо корректировать нулевое положение стрелки при помощи винта корректора милливольтметра.
Радиационный пирометр РП (рис. 7). Действие этого прибора основано на тепловом действии лучей нагретого тела, температура которого измеряется. Поток тепловых лучей, исходящих от нагретого тела, в телескопе 1 концентрируется линзой 2 объектива через ограничивающую диафрагму 3 на горячих спаях термобатареи 4.
Термобатарея состоит из четырех последовательно соединенных термопар ТХК, горячие спаи которых смонтированы на че
тырех зачерненных платиновых лепестках 5. Развиваемая термобатареей э. д. с. пропорциональна радиационной температуре нагретого тела и фиксируется милливольтметром 6 или потенциометром.
1 — телескоп, 2— лииза объектива, 3— диафрагма, 4— термобатарея, 5 — платиновые лепестки, 6 — милливольтметр |
Выпускаемые отечественной промышленностью приборы РП предназначены для измерения температуры от 900 до 1800° С.
Пирометрические милливольтметры. Эти приборы (рис. 8) применяют для измерения э. д. с. термоэлектрических термометров и радиационных пирометров. Принцип действия пирометрических милливольтметров основан на взаимодействии тока, протекающего в рамке измерительной системы, и магнитного поля постоянного магнита. Чем больше развиваемая термопарой э. д. е., тем больше сила тока в рамке, и больше сила, перемещающая рамку в кольцевом зазоре магнита. Противодействующий вращению рамки момент создается спиральными пружинами. К рамке прикреплена движущаяся по шкале стрелка.
Рис. 8. Пирометрический милливольтметр МПЩПр: |
1 — корпус, 2 — шкала. 3 — стрелка, 4 — Корректор |
Шкала прибора имеет деления в градусах, соответствующих определенной градуировке: шкала 0—800° С и 0—1100° С — градуировке ХА, шкала 1600° С — градуировке ПП, шкала 900— 1800° С — градуировке РП. Основная погрешность показаний прибора при температуре + 20±5°С не превышает 1,5% от конечного значения рабочей части шкалы.
Электронные автоматические потенциометры. Для автоматического измерения и записи температуры в одной или нескольких точках в комплекте с термопарами и радиационными пирометрами применяют электронные потенциометры.
Потенциометр типа ЭПП-09М2 (рис. 9) состоит из стального корпуса 1, снабженного застекленной крышкой 9, и откидного кронштейна 2, закрепленного в корпусе на петлях. Кронштейн для удобства обслуживания поворачивается на
Рис. 9. Электронный потенциометр ЭПП-09М2: 1 — корпус, 2 — откидной кронштейн, 3 — печатающая каретка с показывающей стрелкой, 4 — реверсивный двигатель, 5 — шкала, 6 — выключатель движения диаграммной ленты, 7 — выключатель питания прибора от сети, 8 — лентопротяжный Барабан, 9 — крышка |
120°. С передней стороны кронштейна видны: двигатель 4, служащий для перемещения печатающей каретки 3 по шкале 5 и уравновешивания измерительной схемы; лентопротяжный барабан 8.
На обратной стороне кронштейна расположены синхронный двигатель привода диаграммы и элементы измерительной схемы. Внутри корпуса находится отсек для сухих элементов питания измерительной схемы, электронный блок и силовая часть прибора.
На корпусе расположены два выключателя: для выключения прибора 7 и для выключения привода диаграммной ленты 6. Шкала потенциометра выпускается с градуировкой ХА, ПП и РП. Многоточечные приборы рассчитаны на работу с термопарами одной градуировки в количестве 3, 6, 12 и 24 шт.
Обслуживание электронных автоматических потенциометров выполняют слесари службы КИП. При остановке движения лен-
Рис. 10. Ручной химический газоанализатор ГХП-ЗМ:
I — перекачивающая фляга, 2 — газовый фильтр, 3 — краники, 4 —• Измерительная бюретка, 5 — поглотительные сосуды, б — деревянный корпус, 7 — груша
Точной диаграммы или печатающей каретки необходимо при помощи тумблера выключить прибор и вызвать дежурного слесаря по КИП.