Область применения
Самое широкое применение состав получил в виде проволоки. Её применяют в качестве нагревательных элементов, резисторов, компенсационных проводов, реостатов.
Термопара хромель алюмель
Алюмель в такой паре является отрицательным, а хромель положительным элементом. Такое сочетание имеет термоэлектрические характеристики близкие к линейной. Это позволяет показывать высокую чувствительность и высочайшую точность измерений.
Пара хромель алюмель относится к датчикам общего применения. Изделия обычно имеют вид щупов. Применяются для измерения показателей в инертных и окислительных средах. Выгодно отличаются от других пар при работе в среде высокой радиоактивности.
Изделия из сплавов хромель-алюмель могут применяться практически в любой сфере от промышленности до лабораторий. Алюмель также применяется как термоэлектродный провод в конструкции измерительных приборов.
Термопара хромель-копель
Этот элемент используется для бесконтактного метода измерения достаточно высоких температур, т. е. без непосредственного контакта термоэлектрода с источником тепла. Применяются для постоянного мониторинга теплового режима на промышленности и в лабораторных исследованиях. Рабочая температура такой пары колеблется в зоне от 200 °С до 600 °С.
Это относительно простая и надежная в использовании термопара, которая показывает достаточно высокую степень точности измерений. Отличается высокой жаропрочностью, прекрасными термоэлектрическими свойствами. Может быть использована в различных средах и сферах деятельности. Даже чувствительность к деформациям нельзя в полной мере назвать недостатком, ведь она никак не сказывается на точности и качестве измерений.
https://youtube.com/watch?v=dYN_jx24yGs
Таким образом, хромель широко применяется в различных областях науки и производства, благодаря своим характеристикам и приемлемой стоимости.
Быстродействие измерения
Быстродействие обуславливается способностью первичного преобразователя быстро реагировать на скачки температуры и следующим за ними потоком входных сигналов измерительного прибора.
Факторы, увеличивающие быстродействие:
- Правильная установка и расчет длины первичного преобразователя;
- При использовании преобразователя с защитной гильзой необходимо уменьшить массу узла, подобрав меньший диаметр гильз;
- Сведение к минимуму воздушного зазора между первичным преобразователем и защитной гильзой;
- Использование подпружиненного первичного преобразователя и заполнения пустот в гильзе теплопроводящим наполнителем;
- Быстро движущаяся среда или среда с большей плотностью (жидкость).
Термопара принцип действия термопреобразователя сопротивления ТСПТ (ТСМТ)
Термопреобразователи сопротивления ТСПТ (ТСМТ) с двухпроводной схемой подключения изготавливаться только с классом допуска В или С и имеют ограничения по монтажным длинам и длинам удлинительных проводов. В соответствии с требованиями ГОСТ 6651-2009, для датчиков с двух проводной схемой подключения, сопротивление внутренних проводов не должно превышать 0,1% номинального сопротивления ТС при 0°С. В связи с этим для различных НСХ присутствуют ограничения по монтажным длинам:
– для датчиков с клеммной головкой максимальная монтажная длина составляет Lmax= (500÷1250) мм в зависимости от конструктивной модификации, – для датчиков с удлинительным проводом, максимальная длина провода составляет ℓ max= (500÷1000) мм в зависимости от конструктивной модификации.
Датчики с трех- и четырехпроводной схемой подключения, в зависимости от конструктивных модификаций, изготавливаются по классу допуска АА, А, В, С. При изготовлении ограничения по монтажным длинам и длинам удлинительных проводов отсутствуют. Следует учитывать, что у вторичных приборов, к которым подключаются датчики, могут существовать ограничения по входному сопротивлению измерительной линии, которая в свою очередь зависит от длины провода датчика.
Таблица 1. Номинальное сопротивление R0
| Обозначение варианта исполнения ТС | Pt | П | М |
Температурный коэффициент a, °С-1 | 0,00385 | 0,00391 | 0,00428 |
Номинальное сопротивление R, Ом | 100, 500; 1000 | 50, 100 | 50, 100 |
Неопределенность измерений термометров сопротивления
Термопреобразователь сопротивления может быть признан годным изготовителем (или поверочным центром), если отклонение сопротивления ТС от НСХ с учетом расширенной неопределенности измерения в лаборатории изготовителя или поверителя, рассчитанное в эквиваленте температуры (R–Rнсх ± Uпр)/(dR/dt), находится внутри интервала допуска ±Δt (см. ТС № 1 на рис. 3).
Термопреобразователь сопротивления может быть забракован потребителем только в том случае, если отклонение сопротивления ТС от НСХ с учетом расширенной неопределенности измерения в условиях использования термометра потребителем, рассчитанное в эквиваленте температуры (R–Rнсх ± Uпотр)/(dR/dt), находится полностью вне интервала допуска ±Δt.
Такое правило приемки с одной стороны снижает риск потребителя, который может приобрести некачественный термометр сопротивления только по причине больших погрешностей измерений на производстве, с другой стороны, это правило стимулирует изготовителя использовать при приемке термометров высокоточное измерительное оборудование. Правило также является очень важным при установлении брака Заказчиком, т. к. Заказчик тоже обязан оценить неопределенность своих измерений и уже после этого предъявлять претензии к изготовителю.
Объем и последовательность первичной и периодической поверок ТС установлены в соответствии с ГОСТ Р 8.624 при этом перечень обязательных контролируемых параметров одинаков. Первичная поверка, осуществляемая аккредитованной метрологической службой нашего предприятия, совмещается с приемо-сдаточными испытаниями.
На неопределенность результатов измерений температуры термопарами и термометрами сопротивления влияют многие факторы, основные из них это:
– случайные эффекты при измерении; – неопределенность измерения регистрирующего прибора; – класс допуска термопары или термометра сопротивления; – изменение характеристики ТП или ТС за межповерочный интервал (МПИ); – для ТП дополнительно класс точности удлинительных проводов, соединяющей термопару с регистрирующим прибором и погрешность компенсации температуры опорных спаев;
Характеристики источников неопределенности измерения температуры термоэлектрическим преобразователем представлены в таблице 3. Бюджет неопределенности составлен в соответствии с Руководством по выражению неопределенностей и нормативными документами.
Вклад случайных эффектов, характеристики нестабильности измеряемой температуры и теплового контакта со средой в расчетах не учитывались, исходя из того, что эти величины зависят от условий применения.
Выбор измерительного тока также влияет на точность измерения температуры. Поскольку ЧЭ изготовлен из очень тонкой проволоки или пленки, даже малый ток может вызвать существенный нагрев ЧЭ. Во избежание значительного увеличения погрешности из-за нагрева ЧЭ измерительным током для 100-омных ТС рекомендуется использовать токи 1 мА и ниже. В этом случае погрешность не превысит 0,1 °С. Для снижения эффекта нагрева ЧЭ иногда используется импульсный измерительный ток.
Биологическая роль и использование
Cr является важным микроэлементом для человека, потому что он помогает перерабатывать глюкозу. Тем не менее в избытке этот элемент ядовит. Человек принимаем около 1 миллиграмма хрома в день. Такие продукты, как пивные дрожжи, зародыши пшеницы, печень и свёкла, богаты этим элементом.
Трёхвалентный хром является важным микроэлементом и необходим для правильного метаболизма сахара у людей. Дефицит элемента может влиять на эффективность инсулина в регулировании баланса сахара. В отличие от других важных микроэлементов, хром не обнаружен в металлопротеине с биологической активностью. Поэтому функциональная основа для его наличия в рационе остаётся необъяснимой
В металлургии для придания коррозионной стойкости и блестящей отделки, в качестве компонента сплава, например, из нержавеющей стали, в хромировании. В качестве катализатора.
Хромит используется для изготовления форм для обжига кирпича.
Соли Cr делают цвет стекла изумрудно-зелёным. Они используются также при дублении кожи. Около 90% всей кожи подвергается дублению с использованием Cr. Однако жидкие отходы токсичны, поэтому изучаются альтернативные варианты.
Он позволяет достичь рубиново-красный цвет, и поэтому используется в производстве синтетических рубинов.
Хроматы и оксиды используются в красителях и красках.
Диоксид хрома (CrO2) используется для производства магнитной ленты, где его более высокая коэрцитивная сила, чем у лент из оксида железа, даёт лучшие характеристики.
Хромирование может использоваться для придания полированной зеркальной отделке стали. Хромированные части автомобилей и грузовиков, такие как бамперы, когда-то были очень распространены.
Месторождения мела
Самые богатые месторождения мела расположены в Европе. Его можно встретить от Западного Казахстана до Британских островов. Мощность меловых пластов достигает сотен метров. В районе Харькова обнаружены отложения с мощностью пластов до 600 м. Огромный меловой пояс тянется через всю Европу, захватывая северную часть Франции, юг Англии, Польшу, Украину, Россию. Часть отложений смещена в Азию; запасы мела имеются в Ливийской пустыне и в Сирии.
В США месторождения мела отмечены только в южных и центральных штатах. Однако мел там низкого качества; по этой причине его приходится ввозить в США из Дании, Великобритании и Франции.
Запасы мела распределяются очень неравномерно. До половины качественного мела с хорошим содержанием карбоната кальция сосредоточено в Российской Федерации. В абсолютных цифрах запасы мела в России оцениваются в 3300 млн т. Неограниченные прогнозные месторождения мела расположены в Белгородской области. Очень качественный мел с низким содержанием примесей некарбонатного типа добывают в Воронежской области.
Хромель-алюмель тип К
Это один из самых применяемых типов термопар. На протяжении долгого времени измеряет температуры до 1100 0С, в коротком – до 1300 0С. Измерение пониженных температур возможно до -200 0С. Отлично функционирует в условиях окислительной атмосферы и инертности. Возможно применение в сухом водороде, и недолго в вакууме. Чувствительность – 40 мкВ/ 0С. Это самый стойкий тип термопары способный работать в реактивных условиях. Минусами является высокая деформация электродов и нестабильная ЭДС.
Хромель-алюмель или термопара типа К не применяется в среде с содержанием О2 более чем 3%. При большем содержании кислорода хром окисляется и снижается термическая ЭДС. Тип К с защитным чехлом можно использовать в переменной окислительно-восстановительной атмосфере.
Для защиты термопары ХА применяется оболочка из фарфорового, асбестового, стекловолоконного, кварцевого, эмалевого материала или высокоогнеупорных окислов.
Чаще всего хромель-алюмель выходит из строя из-за разрушения алюмелевого электрода. Происходит это после нагревания электрода до 650 градусов в серной среде. Предотвратить коррозию алюмели можно лишь исключив попадание серы в рабочую среду термопары.
Хром портится из-за внутреннего окисления, когда в атмосфере содержится водяной пар или повышенная кислотность. Защитой является применение вентилируемой защиты.
Что такое термопара
Термопары существуют благодаря такому явлению, как контактная разность потенциалов. Если два разных твердых проводника или полупроводника привести в плотный контакт друг с другом, то в окрестности места их соприкосновения образуются разделенные электрические заряды. При этом на внешних концах данных проводников возникнет разность потенциалов. Эта разность потенциалов окажется равна разности работ выхода для каждого металла, поделенной на заряд электрона.
Вопрос экспертуЗачем нужен вольтметр при подборе термопары?Вольтметром измерить контактную разность потенциалов не удастся, однако на вольт-амперной характеристике она себя проявит, так например она проявляет себя в транзисторе и в диоде на p-n переходе.
Понятно, что если сомкнуть такую пару в кольцо, то результирующая ЭДС будет равна нулю, а если с одной стороны ее все же оставить разомкнутой, то будет иметь место реальная ЭДС, величиной от десятых долей вольта до единиц вольт, в зависимости от того, что это за материалы.
Суть в том, что при соприкосновении, к примеру, двух металлов, система выходит из равновесия потому что химические потенциалы этих двух металлов не равны друг другу, в результате происходит диффузия электронов в сторону уменьшения их энергии, что в свою очередь приводит к изменению заряда и электрического потенциала приведенных в контакт металлов. Так в приконтактной области начинается рост электрического поля, и как следствие мы имеем то, что имеем.
Если теперь снова рассмотреть два этих проводника из разных металлов, только замкнутых в кольцо, когда суммарная ЭДС по замкнутому контуру станет равна нулю, то здесь получится два контактных места. Назовем эти места спаями. Итак, есть два спая двух разных проводников. Что если попробовать подогреть один из спаев, а второй оставить при комнатной температуре? Очевидно, что поскольку соединенные металлы разные, и в каждом спае присутствует контактная разность потенциалов, то спаи будут испытывать разное отклонение ЭДС, находясь при разных температурах.
Эксперимент доказывает, что разность потенциалов между спаями будет пропорциональна разности их температур, так что можно ввести коэффициент пропорциональности, который называют термо-ЭДС. Для различных термопар термо-ЭДС будет разной. Если в разрезе такого кольца измерить напряжение, то в определенном интервале температур оно окажется почти строго пропорционально разности температур спаев. И даже если оставить только один спай (как на рисунке), и лишь его подогревать, а напряжение измерять между двумя концами, находящимися при одной и той же комнатной температуре, то все равно можно обнаружить очень четкую зависимость ЭДС от текущей температуры спая.
Чем отличаются параллельное и последовательное соединение конденсаторов. Читать далее Металлоискатель пират своими руками подробная инструкция. Читать далее Что такое подстроечный резистор: описание устройства и область его применения. Читать далее
Так и работают термопары. Описанное явление относится к термоэлектрическим, а сам эффект, на базе которого работают все термопары, называется эффектом Зеебека, в честь его первооткрывателя — Томаса Зеебека. Сегодня можно встретить промышленные термопары, у которых, в зависимости от требуемого измеряемого диапазона температур, электроды изготавливают из специально подобранных сплавов. К примеру термопары из сплавов хромель и алюмель имеют коэффициент термо-ЭДС, равный 40 микровольт на °C, и предназначены для измерения температур в диапазоне от 0 до +1100°C. А пара медь-константан, столь популярная в качестве демонстрационного пособия, позволяет измерять температуры от -185 до +300°C.
Алюмель хромель термопара своими руками
| ARV |
| _________________ если рассматривать человека снизу, покажется, что мозг у него глубоко в жопе удивительно, но при взгляде на многих сверху ничего не меняется. Последний раз редактировалось ARV Пт авг 17, 2007 21:04:17, всего редактировалось 1 раз. Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/quote | |
| Мышонок |
| Хромель: 90% Ni + 10% Cr Алюмель: 95% Ni + Al, Si, Mg Копель: 43,5% Ni + 56,5% Cu _________________ Память очень интересная штука: бывает так, что запомнишь одно, а вспомнишь другое. | |
| Дмитрий М |
| _________________ Ничто так не укрепляет взаимное доверие, как 100% предоплата! Дмитрий, RK3AOR. | |
| Барсик |
| Термопары делал сваркой. Нужен понижающий трансформатор, который мог бы обеспечить ток, достаточный, чтобы сделать дома небольшую вольтову дугу. Подойдёт «школьный» латр ампер на 10. Концы проволочек, из которых должна состоять термопара скручиваются между собой. Самый конец скрутки откусывается. В непосредственной близости от скрутки оборачиваются медным проводом, который подключается к трансформатору. К другому выводу трансформатора подключается угольный электрод от солевой батарейки размера АА. Угольный электрод подносится к концу скрутки. Возникает дуга. В пламени дуги видно, как проволочки начинают оплавляться и место их соединения скручивается в маленький шарик. Как только образовался шарик, значит проволочки сварились. Угольный электрод отодвинуть, чтобы дуга погасла. Напряжение подобрать экспериментально, начиная с самого маленького. Главное не сцать, и всё получится. В сегменте дискретных SiC MOSFET Wolfspeed на напряжение 650 В в массовое производство поступили новые изделия с сопротивлениями 25, 40 и 120 мОм. Третье поколение SiC MOSFET (C3MTM) — это широкий выбор транзисторов по сопротивлению открытого канала (Rds(on)), а также наименьшее среди аналогов сопротивление канала в дискретном выводном корпусе. | |
| Мышонок |
| Я поддерживаю это мнение. Свободно продаются термопары для мультиметров по доступной цене (50-100 руб). В статье Лабораторный термометр даются сведения о термопарах, напомню: _________________ Память очень интересная штука: бывает так, что запомнишь одно, а вспомнишь другое. | |
| drugdug |
| Aheir | Спичкой? ну не знаю. У нихрома в зависимости от марки температура плавления, конечно, гуляет, но всяко она больше 1200 градусов. Может, лучше взять зажигалку «турбированную» или миниатюрную газовую горелку? Для справки, может, кто-нибудь вынесет что-нибудь полезное: https://www.fos.ru/fisika/12145.html _________________ Оптимизм х (Опыт + Знания) = constПРИСТ расширяет ассортимент |
| gri |
_________________ :]\/\/\/\/ххх\/\/\/\/\/\/ххх\/\/\/\/\/ххх\/\/\/\/\/\[: В мае на гульках 2 баяна порвал. одной лапой. Другая болела, после того, как потрогал паяльник.
| ||||||||
|
Хромель-алюминиевые термопары
Данные схемы термопар применяются в большинстве случаев для производства различных датчиков и щупов, позволяющих контролировать температуру в промышленном производстве.
Их отличительными особенностями можно назвать довольно низкую цену и огромный диапазон измеряемой температуры. Они позволяют зафиксировать температуру от -200 до +13000 градусов Цельсия.
Нецелесообразно применять термопары с подобными сплавами в цехах и на объектах с высоким содержанием серы в воздухе, так как этот химический элемент негативно влияет как на хром, так и на алюминий, вызывая нарушения в функционировании устройства.
Термопара хромель-алюмель – коротко об основном
Как известно, термопара представляет собой два соединённых в одном конце проводника из различных материалов, являющихся частью устройства для замера температуры. Существуют различные комбинации проводников, но наиболее оптимальные термоэлектрические характеристики демонстрирует соединение из двух никелевых сплавов: хромель и алюмель. Дело в том, что именно данные материалы демонстрируют наиболее близкую к прямой термоэлектрическую характеристику, что необходимо для обеспечения высокой точности измерений. Прежде чем перейти к описанию свойств термопар следует остановиться на используемых в них сплавах. Хромель (НХ9,5) – это сплав 89-91% никеля и 8,7-10% хрома. Остальное занимают примеси таких материалов как кремний, медь, марганец и кобальт, причём содержание последнего составляет от 0,6 до 1,2%.
Алюмель (НМцАк2-2-1) состоит из 93-96% никеля и 1,8-2,5% алюминия, при высоком содержании марганца (1,8-2,2%) и кремния (0,8-1,2%). Данный сплав достаточно хорошо магнитен в отличие от маломагнитного хромеля.
Высокое содержание никеля обуславливает то обстоятельство, что изготовленная из этих сплавов термопарная проволока обладает высокой стойкостью к окислению. А, учитывая то, что термопара из данных материалов имеет практически линейную зависимость термоэлектродвижущей силы (термо-ЭДС) в диапазоне от 0 до 1000°С, то она часто используется в различных терморегуляторах.
Термопара из хромеля и алюмеля характеризуется высокой инерционностью
При кратковременном измерении максимальная температура может достигать 1300°С. Материалом для электродов термопар является термоэлектродная проволока, размерный ряд которой состоит из следующих диаметров (ГОСТ 1790-77): 0,2; 0,5; 0,7; 1,2; 3,2 миллиметра. При температуре 1300 °С используется проволока только диаметра 1,2 и 3,2 мм.
Проволока хромель и алюмель изолирована друг от друга и от корпуса керамическими одноканальными изоляторами с керамическими наконечниками на конце, защищающими от соприкосновения с металлическим чехлом.
Термопара из данных сплавов характеризуется высокой инерционностью. Исключением являются термопары хромель-алюмель типов ТХ-VII и ТХА-У-XV с низкими показателями инерционности. Проволока алюмель и хромель имеет обыкновенную устойчивость к механическим повреждениям кроме используемой в термопарах ТХА-420 и ТХА-430, которая обладает повышенной устойчивостью к вибрационным нагрузкам.
В основном термопары имеют стандартную конструкцию головки, но существуют и варианты с водозащищенными и брызгонепроницаемыми головками. Термопары ТХАП не имеют головки. Для ввода проводов используется гибкий шланг или штуцер.
Одним из основных преимуществ термоэлектродных проволок из хромеля и алюмеля является их устойчивость к окислению, что позволяет им надежно работать в окислительной среде благодаря появлению при нагреве тонкой защитной пленки, которая препятствует проникновению кислорода внутрь металла. Но при этом следует учесть, что длительная работа термопары в окислительной среде может привести к некоторому изменению термо-ЭДС, особенно при температурах 300-500 и 800-1000°С. Не рекомендуется их использовать в атмосфере с высоким содержанием серы, которая негативно влияет на оба материала — хромель и алюмель.
Таблица сравнения термопар
Выше мы рассмотрели типы термоэлектрических преобразователей. У читателя, скорее всего, резонно возник вопрос: Почему так много типов термопар существует?
Дело в том, что заявленная производителем точность измерений возможна только в определённом интервале температур. Именно в этом диапазоне производитель гарантирует линейную характеристику своего изделия. В других диапазонах зависимость напряжения от температуры может быть нелинейной, а это обязательно отобразится на точности. Следует учитывать, что материалы обладают разной степенью плавкости, поэтому для них существует предельное значение рабочих температур.
Для сравнения термопар составлены таблицы, в которых отображены основные параметры измерительных преобразователей. В качестве примера приводим один из вариантов таблицы для сравнения распространённых термопар.
Таблица 1.
| Тип термопары | K | J | N | R | S | B | T | E |
| Материал положительного электрода | Cr-Ni | Fe | Ni-Cr-Si | Pt-Rh (13 % Rh) | Pt-Rh (10 % Rh) | Pt-Rh (30 % Rh) | Cu | Cr-Ni |
| Материал отрицательного электрода | Ni-Al | Cu-Ni | Ni-Si-Mg | Pt | Pt | Pt-Rh (6 % Rh | Cu-Ni | Cu-Ni |
| Температурный коэффициент | 40…41 | 55.2 | 68 | |||||
| Рабочий температурный диапазон, ºC | 0 до +1100 | 0 до +700 | 0 до +1100 | 0 до +1600 | 0 до 1600 | +200 до +1700 | −185 до +300 | 0 до +800 |
| Значения предельных температур, ºС | −180; +1300 | −180; +800 | −270; +1300 | – 50; +1600 | −50; +1750 | 0; +1820 | −250; +400 | −40; +900 |
| Класс точности 1, в соответствующем диапазоне температур, (°C) | ±1,5 от −40 °C до 375 °C | ±1,5 от −40 °C до 375 °C | ±1,5 от −40 °C до 375 °C | ±1,0 от 0 °C до 1100 °C | ±1,0 от 0 °C до 1100 °C | ±0,5 от −40 °C до 125 °C | ±1,5 от −40 °C до 375 °C | |
| ±0,004×T от 375 °C до 750 °C | ±0,004×T от 375 °C до 1000 °C | ± от 1100 °C до 1600 °C | ± от 1100 °C до 1600 ° | ±0,004×T от 125 °C до 350 °C | ±0,004×T от 375 °C до 800 °C | |||
| Класс точности 2 в соответствующем диапазоне температур, (°C) | ±2,5 от −40 °C до 333 °C | ±2,5 от −40 °C до 333 °C | ±2,5 от −40 °C до 333 °C | ±1,5 от 0 °C до 600 °C | ±1,5 от 0 °C до 600 °C | ±0,0025×T от 600 °C до 1700 °C | ±1,0 от −40 °C до 133 °C | ±2,5 от −40 °C до 333 °C |
| ±0, T от 333 °C до 750 °C | ±0,0075×T от 333 °C до 1200 °C | ±0,0025×T от 600 °C до 1600 °C | ±0,0075×T от 133 °C до 350 °C | ±0,0075×T от 333 °C до 900 °C | ||||
| Цветовая маркировка выводов по МЭК | Зелёный – белый | Чёрный – белый | Сиреневый – белый | Оранжевый – белый | Оранжевый – белый | Отсутствует | Коричневый – белый | Фиолетовый – белый |
Вольфрам-рений тип А-1, А-2, А-3
Отлично измеряет температуры до 1800 градусов. В промышленности используется для измерения показателей около 3000 0С. Нижний предел ограничивается – 1300 0С. Можно эксплуатировать в аргоновой, азотной, гелиевой, сухой водородной и вакуумной средах. Термо-ЭДС при 2500 0С — 34 мВ для измерительных устройств из сплавов ВР5/20 и ВАР5 /ВР20 и 22 мВ, для термопар из сплава ВР10/20, чувствительность – 7-10 и 4-7 мкВ/ 0С.
ТВР характеризуется механической устойчивостью даже в условиях высокой температуры, справляется со знакопеременными нагрузками и резкими тепловыми сменами. Удобна в установке и практически не теряет свойств при загрязнении.
Минусы: низкая производимость термо-ЭДС; при облучениях нестабильная термо-ЭДС ; падение чувствительности при 2400С и более. Более точные результаты у сплавов ВАР5/ВР20 наблюдаются при длительном измерении, что не так характерно для сплавов ВР5/20.
В ТВР электроды изготавливаются из сплавов ВР5 – положительный и ВР20 – отрицательный; ВАР5 – положительный и ВР20 – отрицательный или ВР10 – положительный и ВР20 – отрицательный электрод.
Незначительное наличие О2 способно вывести термопару вольфрам-рений из строя. В окислительной среде используются лишь в быстротекущем процессе. В условиях сильного окисления моментально выходит из строя.
Иногда эта термопара может использоваться в работе высокотемпературной печи совместно с графитовым нагревательным элементом.
В качестве электродных изоляторов применяют керамику. Оксид бериллия можно применять, как изолятор в том случае, когда воздействующая на него температура не превышает температур плавления. При измерении значений меньше 1600 0С электроды защищают чистым оксидом алюминия или магния. Керамический изолятор должен быть прокален для возможности очистки разных примесей. В условиях повышенного окисления используются чехлы из металла и сплавов Mo- Re, W-Re с покрытиями. Измерительный прибор с защитой из иридия можно кратковременно использовать на воздухе.
Термопара для котла: устройство и принцип работы
Термопара активно применяется в газовых котлах и котельных установках. Ее основным назначением является измерение температуры в камере сгорания и автоматическое перекрытие подачи газа в случае исчезновения пламени. Такие случаи возникают от внезапных порывов ветра или других схожих факторов.
Поскольку для зоны открытого огня в нагревательных устройствах характерны высокие температуры, обычные измерительные приборы и устройства защиты не способны справиться со своей задачей и выдержать предельные термические нагрузки.
Для чего нужна
Термопара применяется для преобразования термической энергии в электрический ток для электромагнитных катушек в газовых котлах и служит основным элементом защиты газ-контроля.
Она изготавливается из нескольких видов металла, устойчивых к максимальным температурам внутри камеры сгорания. Термопара работает вместе с автоматическим отсекающим газовым клапаном, который перекрывает подачу газа в топливный тракт.
Основные компоненты и принцип её работы
Термоэлектрический преобразователь представляет собой элементарную конструкцию, состоящую из двух проводников, которые соприкасаются друг с другом в одной или нескольких точках.
Сами проводники состоят из разнородных металлов. Именно отличие в составах металла является основополагающим фактором работы термопары.
В основе принципа действия заложено физическое явление, имеющего название эффект Зеебека. Когда два элемента из различных металлов прочно соединяют между собой в одной точке, а место стыка помещают в открытый огонь, то на оставшихся холодных концах спаянного проводника появляется разница потенциалов. Если к этим концам подсоединить измерительный прибор в виде вольтметра, то произойдет замыкание цепи, а датчик покажет появившееся напряжение.
Напряжение от разницы потенциалов нагретых металлов будет незначительным, однако его будет вполне достаточно для проявления индукции в чувствительных катушках электромагнитных отсекающих клапанов. Как только на холодных концах проводников появляется напряжение, клапан автоматически срабатывает и открывает проход топлива к запальнику.
Из каких металлов состоят проводники термопары
Все термопары создаются из определенных сплавов благородных и неблагородных металлов, которые имеют постоянную повторяемую зависимость между разницей температурой и напряжением.
Каждая группа сплавов используются для конкретных диапазонов температур и применяется в установленных нагревательных приборах.
На рынках котельного оборудования чаще всего применяются три основных типа термопар:
- Тип Е. Изготавливается из пластин хромеля и константа. Отличается высокой надежностью. Имеет заводскую маркировку ТХКн. Диапазон рабочей температуры составляет от 0 до +600°С.
- Тип J. Аналог предыдущей термопары, но вместо хромеля здесь применяется железо. Устройство практически не уступает по функциям типу Е, однако цена значительно меньше. Маркировка – ТЖК. Диапазон температур варьируется в пределах от -100 до +1200°С.
- Тип К. Наиболее распространенный и повсеместно применяемый тип термопары. Маркировка – ТХА. В составе содержатся пластины из хромеля и алюминия. Рабочие температуры находятся в пределах от – 200 до +1350°С. Такие приборы довольно чувствительны к малейшим изменениям температур, но при этом сильно зависят от окружающей среды. К примеру углекислый газ способен существенно снизить срок эксплуатации устройства и вызвать преждевременный ремонт.
Проверка и замена
Как правило, термопара не подлежит восстановлению в случае преждевременного выхода из строя.
Если газовая установка перестает зажигаться, то это свидетельствует о неисправности клапана или самого терморегулятора.
Чтобы проверить его работоспособность, достаточно один конец соединить с измерительным датчиком (мультиметром), а второй конец нагреть вручную с помощью зажигалки или газовой горелки. Исправная термопара должна показывать напряжение в районе 50 мВ.
Если на самих проводниках имеются окисленные или загрязненные участки, а мультиметр показывает напряжение отличное от нормы – термопара вышла из строя. В таких случаях рекомендуется просто поменять термоэлемент и установить вместо него новый. Средняя цена на устройство по территории России составляет от 500 до 1800 рублей в зависимости от марки и типа.
