Ako skontrolovať termoelektrický pyrometer

Termoelektrický pyrometer je súprava, ktorá pozostáva z z termoelektrického meniča (termočlánku), kompenzačné a spojovacie vodiče k nemu pripojené a indikačné alebo záznamové meracie zariadenie. Ako taký možno použiť buď prenosný alebo panelový milivoltmeter alebo automatický potenciometer.

Starožitný termoelektrický pyrometer z roku 1910

Moderný digitálny termoelektrický pyrometer

Ak sa milivoltmeter používa v prevádzkových podmienkach, elektrický odpor termočlánku, kompenzačných a spojovacích vodičov s presnosťou ± 0,1 ohmu sa musí rovnať odporu uvedenému na stupnici milivoltmetra. magnitúda R int.

Odpor obvodu termočlánku sa nastavuje na požadovanú hodnotu pomocou kompenzačnej cievky zapojenej do série s termočlánkom.

Kontrola hodnôt termoelektrického pyrometra sa niekedy vykonáva v kompletnej súprave bez predchádzajúcej kalibrácie termočlánku, ktorý je súčasťou jeho zloženia.V tomto prípade sa termočlánok pripojený k milivoltmetru alebo automatickému potenciometru umiestni s referenčným termočlánkom do kalibračnej pece.

Ak sa teplota voľných koncov termočlánku líši od 0 ° C, potom keď je obvod milivoltmetra otvorený, korektor nastaví svoju šípku na značku na stupnici zodpovedajúcej teplote voľných koncov.

Táto operácia nie je potrebná, ak je v súprave pyrometrov použitý vhodne kalibrovaný automatický potenciometer alebo milivoltmeter vybavený zariadením na automatickú korekciu teploty voľných koncov termočlánku. V týchto prípadoch musia byť kompenzačné vodiče privedené na svorky meracieho zariadenia.

Termočlánok

Postupným zvyšovaním prúdu v kalibračnej peci pomocou referenčného termočlánku sa teploty pece nastavujú jedna po druhej v stovkách stupňov, čím sa pec stabilizuje pri každej teplote na niekoľko minút.

Hodnota teploty zistenej v peci je určená termo-EMF referenčného termočlánku odčítaného laboratórnym potenciometrom a súčasne (bez poklepania) sú odčítané hodnoty pyrometrického meracieho zariadenia.

Po dosiahnutí hornej hranice stupnice meracieho zariadenia sa teplota v peci postupne znižuje a v opačnom poradí sa opakujú odčítania meracieho zariadenia pri približne rovnakých teplotách v peci ako pri zvýšení teploty.

Pre každú hodnotu teploty rúry nájdite priemernú hodnotu zariadenia z nameraných hodnôt, keď teploty stúpajú a klesajú.

Chyba v údajoch pyrometra je stanovená ako rozdiel medzi číselnými hodnotami - priemerným údajom zariadenia a teplotou v peci určenou termo-EMF referenčného termočlánku.

Rozdiel medzi údajmi meracieho prístroja so zvyšujúcou sa a klesajúcou teplotou v peci charakterizuje zmenu údajov pyrometra.

Tento spôsob kontroly hodnôt termoelektrického pyrometra nie je veľmi účinný, pretože si vyžaduje značné množstvo času na kontrolu jednej sady. Preto je vhodnejšia metóda studenej kalibrácie termoelektrického pyrometra. Je to nasledovné.

Termočlánok, ktorý má byť súčasťou súpravy pyrometra, je predtým podrobený individuálnej kalibrácii v teplotnom rozsahu, ktorý zodpovedá rozsahu stupnice meracieho zariadenia a hodnotám jeho termo-EMF pre teploty pracovného konca zodpovedajúce k určeným číselným označeniam na stupnici meracieho zariadenia.

Ak sa ako meracie zariadenie používa automatický potenciometer, potom sa na jeho svorky pomocou laboratórneho potenciometra privedú napätia rovnajúce sa číselným hodnotám termo-EMF termočlánku. Odchýlky nameraných hodnôt potenciometra od čísel na stupnici sú chybami kontrolovaného pyrometra.

Pri testovaní termoelektrických pyrometrov, ktoré obsahujú platino-ródium-platinový termočlánok, treba poznamenať, že časť termočlánku, ktorá je v peci pri vysokej teplote, výrazne mení svoj elektrický odpor.Množstvo, o ktoré sa v dôsledku toho zmení Rin pyrometra, sa dá určiť výpočtom.

Prístrojová tolerancia chyby termoelektrického pyrometra, ktorý je súpravou termočlánkov a meracieho zariadenia, sa dá samozrejme ľahko určiť aritmetickým súčtom tolerancií každého z komponentov súpravy.

Tak napríklad pre pyrometer pozostávajúci z termočlánku s toleranciou chyby kalibrácie ± 0,75 % a merača triedy 1,5 by tolerancia bola ± 2,25 % hornej hranice merania pyrometra.

Ak sa termoelektrický pyrometer kontroluje jednotlivo, potom sa celková prístrojová chyba pri meraní teplôt takýmto pyrometrom odhadne na základe hodnôt možných chýb termočlánku, kompenzačných drôtov a meracieho zariadenia v súlade s triedou presnosti to druhé.

Pri čítaní termoelektrického pyrometra s milivoltmetrom ako meracím zariadením sa môže vyskytnúť systematická chyba v dôsledku nesúladu medzi hodnotou odporu vonkajšieho obvodu v prevádzkových podmienkach a hodnotou nameranou pri kalibrácii pyrometra.

V tejto súvislosti je často potrebné merať odpor vonkajšieho obvodu pyrometra pomocou termočlánku namontovaného vo vyhrievanej peci.

V tomto prípade (keď je obvod termočlánku pripojený k ramenu konvenčného mostíkového obvodu na meranie odporu) sa okrem zdroja prúdu napájajúceho obvod objaví v obvode druhý zdroj (termočlánok). V tomto prípade bude narušená normálna prevádzka mostného okruhu.

V termoelektrických pyrometroch, ktorých súčasťou je automatický potenciometer vybavený odstupňovanou stupnicou, sa zmena termo-EMF termočlánku spôsobená kolísaním teploty jeho voľných koncov automaticky koriguje pomocou zariadenia zabudovaného v potenciometri.

Pre normálnu prevádzku tohto zariadenia je potrebné len to, aby konce kompenzačných vodičov z termočlánku boli priamo pripojené na svorky potenciometra.

Rovnaké pravidlo je potrebné dodržať pri inštalácii pyrometra, ktorý obsahuje milivoltmeter vybavený bimetalovým korektorom, ktorý nastavuje ručičku milivoltmetra pri prerušení obvodu termočlánku na značku zodpovedajúcu teplote samotného milivoltmetra.

V praxi priemyselných meraní teploty je často potrebné zaviesť termočlánok do priestoru so silným elektrickým poľom. Sú to napríklad podmienky merania teplôt tekutej ocele v elektrických oblúkových peciach.

Silný pokles elektroizolačných vlastností keramických tvaroviek termočlánkov pri vysokých teplotách vedie k tomu, že do obvodu termočlánku preniká striedavý prúd priemyselnej frekvencie s napätím dosahujúcim v niektorých prípadoch desiatky voltov.

Uzemnenie termočlánku nie vždy umožňuje správne eliminovať skresľujúce AC snímače. Radikálnejším prostriedkom je zahrnutie kapacity a indukčnosti do obvodu termočlánku.