Трехпроводная схема подключения термосопротивления

Датчики температуры. Устройство, монтаж

Виды датчиков температуры, по типу действия

Терморезистивные термодатчики — основаны на принципе изменения электрического сопротивления (полупроводника или проводника) при изменении температуры. Разработаны они были впервые для океанографических исследований. Основным элементом является терморезистор — элемент изменяющий свое сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды.

В зависимости от материалов используемых для производства терморезистивных датчиков различают:

Резистивные детекторы температуры(РДТ). Эти датчики состоят из металла, чаще всего платины. Кремневые резистивные датчики.Преимущества этих датчиков —хорошая линейность и высокая долговременная стабильностью. Также эти датчики могут встраиваться прямо в микроструктуры.

Термисторы. Эти датчики изготавливаются из металл-оксидных соединений. Датчики измеряет только абсолютную температуру.

Полупроводниковые

В качестве термодатчиков могут быть использованы любые диоды или биполярные транзисторы. Достоинства таких датчиков — простота и низкая стоимость, линейность характеристик, маленькая погрешность. Кроме того, эти датчики можно формировать прямо на кремневой подложке. Все это делает полупроводниковые датчики очень востребованными.

Термоэлектрические(термопары)

Они действуют по принципу термоэлектрического эффекта, то есть благодаря тому, что в любом замкнутом контуре возникнет электрический ток, в случае если места спаев отличаются по температуре. Так, один конец термопары (рабочий) погружен в среду, а другой (свободный) – нет.

Термопары из неблагородных металлов – до 1100 °С. Термопары из благородных металлов (платиновая группа) – от 1100 до 1600 градусов. Если необходимо произвести замеры температур свыше этого, используются жаростойкие сплавы (основой служит вольфрам). Как правило используется в комплекте с милливольтметром, а свободный конец (конструктивно выведенный на головку) удален от измеряемой среды с помощью удлиняющего провода. Одним из недостатков термопары является достаточно большая погрешность. Наиболее распространенным способом применения термопар являются электронные термометры.

Пирометры

Бесконтактные датчики, регистрирующие излучение исходящее от нагретых тел.

Различают три вида пирометров:

Флуоресцентные. При измерении температуры посредством флуоресцентных датчиков на поверхность объекта, температуру которого необходимо измерить, наносят фосфорные компоненты. Затем объект подвергают воздействию ультрафиолетового импульсного излучения, в результате которого возникает послеизлучение флуоресцентного слоя, свойства которого зависят от температуры. Это излучение детектируется и анализируется.

Интерферометрические. Интерферометрические датчики температуры основаны на сравнении свойств двух лучей – контрольного и пропущенного через среду, параметры которой меняются в зависимости от температуры. Чувствительным элементом этого типа датчиков чаще всего выступает тонкий кремниевый слой, на коэффициент преломления которого, а, соответственно, и на длину пути луча, влияет температура.

Датчики на основе растворов, меняющих цвет при температурном воздействии. В этом типе датчиков-пирометров применяется хлорид кобальта, раствор которого имеет тепловую связь с объектом, температуру которого необходимо измерить. При изменении температуры меняется величина прошедшего через раствор света.

Акустические

Акустические термодатчики – используются преимущественно для измерения средних и высоких температур. Акустический датчик построен на принципе того, что в зависимости от изменения температуры, меняется скорость распространения звука в газах. Состоит из излучателя и приемника акустических волн (пространственно разнесенных). Излучатель испускает сигнал, который проходит через исследуемую среду, в зависимости от температуры скорость сигнала меняется и приемник после получения сигнала считает эту скорость.

Пьезоэлектрические

В датчиках этого типа главным элементов является кварцевый пьезорезонатор.

Монтаж датчиков температуры на технологических трубопроводах и оборудовании как правило выполняется с помощью бобышек, которые привариваются к трубопроводу или агрегату. Аналогичным образом можно контролировать температуру поверхности технологического агрегата, выбрав бобышку необходимой длины. Способ монтажа датчика температуры зависит от диаметра трубопровода, конструктивных особенностей оборудования места установки, габаритов датчиков температуры. Глубина погружения датчиков температуры зависит от длины его монтажной части, которая определяется как — расстояние от рабочего конца до опорной поверхности штуцера (для датчиков температуры с неподвижным штуцером); — расстояние от рабочего конца до головки (для датчиков температуры с передвижным штуцером или без штуцера). Рекомендуемая глубина погружения не менее 5-10 мм ниже оси трубопровода, по которому движется измеряемая среда. При измерении температур более 400°С рекомендуется устанавливать датчики температуры только вертикально. Если датчики температуры имеют длину более 500 мм и установлены горизонтально или под наклоном рекомендуется предусмотреть дополнительное крепление для ДТ. При горизонтальном или наклонном монтаже ДТ его штуцер необходимо направлять вниз. Если трубопровод на котором устанавливается датчик температуры имеет теплоизоляцию необходимо учесть толщину этой изоляции при выборе длины бобышки и длины наружной части датчика температуры. Наружная часть датчика температуры — расстояние от неподвижного штуцера до головки датчика температуры. Рабочая часть поверхностных датчиков температуры должна плотно прилегать к измеряемой поверхности, при этом рекомендуется зачищать измеряемую поверхность до металлического блеска перед установкой датчиков температуры.

Характерные ошибки при монтаже датчиков температуры:

1. Несоблюдение требуемой глубины погружения. 2.Неправильныйвыборместаустановкидатчиковтемпературы.

3.Замена выбранных приборов на другие типы без согласования с проектной организацией.

Дата добавления: 2016-07-29; просмотров: 1485 | Нарушение авторских прав

Рекомендуемый контект:

Похожая информация:

Поиск на сайте:

>Глава 16. Монтаж первичных преобразователей (датчиков) и приборов, установленных «по месту»

МОНТАЖ

ТЕХНИЧЕСКИХ

СРЕДСТВ

АВТОМАТИЗАЦИИ

>Глава 17. Монтаж приборовна щитах и пультах управления

Глава 16

МОНТАЖ ПЕРВИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (ДАТЧИКОВ) И ПРИБОРОВ, УСТАНОВЛЕННЫХ «ПО МЕСТУ»

МОНТАЖ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ

При установке датчиков и приборов на технологическом обору­довании и трубопроводах («по месту») следует соблюдать опреде­ленные требования их монтажа. Они обеспечивают необходимую точность восприятия технологических параметров и длительность эксплуатации технических средств.

Измерение температуры связано с процессом теплообмена меж­ду контролируемой средой и чувствительным элементом первично­го преобразователя (датчика). В связи с этим при монтаже первич­ных преобразователей температуры необходимо обеспечить усло­вия наилучшей конвекционной теплопередачи, уменьшение утеч­ки тепла от чувствительного элемента через арматуру и защиту его от лучистого теплообмена. Соблюдая эти требования, при измере­нии температуры контролируемой среды датчик следует погружать на такую глубину, чтобы чувствительный элемент его располагал­ся в центре потока и был полностью погружен в него (рис. 16.1). Ось защитной арматуры датчика всегда должна быть направлена на­встречу потоку. При измерении температуры в трубопроводе мало­го диаметра датчик устанавливается наклонно (рис. 16.1, а) или в колене (рис. 16.1, в) трубопровода.

При монтаже манометрических термометров дополнительно необходимо учитывать следующее правило. Термобаллон следует устанавливать в защитном чехле (гильзе). При измерении темпера­туры неподвижных или движущихся с малыми скоростями сред возможна установка термобаллона без чехла. Соединительный ка­пилляр термометра нельзя изгибать под острым углом как по дли­не, так и в местах присоединения его к термобаллону и измеритель­ному прибору; излишки капилляра следует свертывать в бухту вбли-

П»‘ I Wirntwpui jpui nu

а, в — малого диаметра; б — большого диаметра

зй измерительного прибора. Для защиты капилляра от механичес­ких повреждений по всей длине прокладки необходимо закрывать его стальным уголком или прорезанной газовой трубой. Во избежа­ние дополнительной температурной погрешности нельзя проклады­вать капилляр в местах с высокой температурой.

При монтаже термопреобразователей сопротивления и термо­электрических преобразователей рабочий спай ТЭП и среднюю точку чувствительного элемента ТС необходимо располагать в цен­тре контролируемого потока.

МОНТАЖ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ И РАЗРЕЖЕНИЯ

Манометры, При выборе типа манометра необходимо учитывать физико-химические свойства контролируемой среды, требуемую точность измерений, максимально допустимое давление и преде­лы колебаний его. Допустимое рабочее давление не должно пре­вышать 3/4 верхнего предела шкалы — для пружинных маномет­ров и 4/5 — для непружинных. Устройство отбора давления следу­ет устанавливать на горизонтальном участке трубопровода на рас­стоянии (10… 15) d от местных сопротивлений (колен, тройников, рабочих органов; d — внутренний диаметр трубопровода, мм).

При измерении давления газа, воздуха или пара в горизонталь­ных и наклонных трубопроводах прибор устанавливают в области*

лежащей выше оси трубопровода, при измерении давления жидко­стей — ниже оси трубопровода. Импульсные линии, соединяющие отборное устройство с манометром, в случаях измерения давления пара или газа прокладывают с уклоном в сторону отбора давления, этим исключается возможность образования жидкостных пробок внутри трубок. При измерении давления жидкости уклон для пре­дотвращения образования воздушных и газовых пррбок делается в сторону манометра. г

Для защиты чувствительных элементов манометров (пружин, мембран) от воздействия высоких температур при измерении давле­ния на тепловых объектах перед манометром на соединительной ли­нии устанавливают кольцевую или U-образную сифонную трубку, которая образует гидравлический затвор из остывшей жидкости.

— Перед манометром обязательно устанавливают трехходовой кран, с помощью которого манометр плавно подключают к измеря­емому объекту, проверяют нулевую точку и проверяют показания манометра (подключается контрольный прибор), продувают им­пульсные линии. Для установки трехходового крана в требуемое положение на нем сделаны риски (прорези), указывающие распо­ложение и направление каналов. Манометр 1 (рис. 16.2, о) ввинчи­вается штуцером в трехходовой кран 2, который соединен с коль­цевой сифонной трубкой 3, приваренной к стенке трубопровода 4. Длина импульсных линий должна быть не более 30 м при измере­нии давлений до 9,8 • 102 Па и не более 50 м при измерении давле­ния, превышающего это значение.

Внутренний диаметр соединительных трубок может быть 10… 12 мм в зависимости от длины линии.

При установке вакуумметров и мановакуумметров точку отбо­ра импульсов выбирают таким образом, чтобы на показаниях при­бора не отражалось влияние динамического напора движущейся среды. При установке вакуумметров и мановакуумметров все мес­та соединений труб и запорной арматуры тщательно уплотняют.

В процессе эксплуатации манометры, вакуумметры, мано-вакуум- метры периодически подвергают поверке. Манометры, пружинные вакуумметры поверяют, сравнивая их показания с образцовыми пру­жинными манометрами и вакуумметрами соответственно. Кроме того, манометры поверяют с помощью грузопоршневого манометра, а вакуумметры—ртутным вакуумметром. Мановакуумметры поверя­ют так же, как манометры, а вукуумметрическая часть шкалы испы­тывается при барометрическом давлении около 0,044 МПа.

При измерении давления или разрежения пищевых скоропортя­щихся продуктов, агрессивных кристаллизующих сред, а также сред,

1 2

Рис. 16.2. Схема монтажа манометра на трубопроводе: а — общий вид; б, в — мембранные разделители

выделяющих осадки или несущих взвешенные твердые частицы, используют манометры или вакуумметры в сочетании с мембранны­ми разделителями. Разделитель предназначен для предохранения внутренней полости чувствительного элемента прибора от попада­ния в нее измеряемой среды. Действие разделителя основано на ис­пользовании деформации упругого чувствительного элемента при воздействии на него измеряемого давления (разрежения). Упругим элементом разделителя служит мембрана, прогибающаяся пропор­ционально измеряемому давлению (разрежению) и передающая его упругому элементу прибора — манометрической трубчатой пружи­не. Свободный конец пружины перемещается пропорционально дав­лению (разрежению), подаваемому в ее внутреннюю полость.

Прибор ввертывается непосредственно в штуцер разделителя или соединяется с ним с помощью специального гибкого рукава при условии, что из-за повышенной температуры окружающего возду­ха прибор по правилам эксплуатации будет установлен на некого*

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *