Ответы на билеты к экзамену по курсу АПП нефтегазовой промышленности - Методы измерения температуры

Методы измерения температуры

 

Температура -величина, характеризующая степень нагретости тел. Все температурные измерения основаны на сравнении степени нагретости двух тел, поэтому измеряемая величина характеризует лишь разность между температурой тела и температурой другого тела, условно принятого за ноль.

Температурные шкалы,наиболее широко применяемые в н.в. в технике и науч.исследованиях:

1.Международная шкала 0C.основана на системе постоянных точках кипения,плавления или затвердеванием хим.веществ: -182,970C-т-ра кип-я жидкого кислорода; 00C-т-ра плавления льда при 760мм.рт.ст., +444,60C-т-ра кип-я жидкой серы, и т.д-т-ра затвердевания серебра, золота и пр.

2.Термодинамическая шкала 0К. 00К –прекращение теплового движения частиц. связь с 0C(0C.+273,150К)

3.шкала Фаренгейта 0F.  32 0F-т-ра плавления льда, 212 0F-т-ра кипения воды

Взаимосвязь шкал: t0C=5/9(t0F-32)= (t0K.-273,150К)

Приборы для измерения температуры основаны на изменении следующих свойств вещества при изменении температуры:

1.На изменении объёма тела - термометры расширения:

• изменение линейного размера-дилатометры;

• изменение давления рабочего вещества в замкнутой камере; - манометрические термометры.

2.На изменении сопротивления - термометры сопротивления:

• термометры из благородных металлов - платины;• термометры из неблагородных металлов;

• полупроводниковые термометры (термисторы).

3.Основанные на явлении термоэффекта - термопары.

Использующие оптические свойства вещества – оптические термометры или пирометры:

• радиационные пирометры; • яркостные пирометры;• цветовые пирометры.

 

В зависимости от положенного в основу действия термометра физического явления и разделяются термометры.

1. Жидкостно-стеклянные (основаны на тепловом расширении жидкости).

clip_image151

Жидкости :Ртуть -30°С÷750°С; Этиловый спирт -100°С÷5°С, пентан -190°С÷5°С

погрешность за счет изменения объема резервуара под действием температуры, за счет неравномерности температуры погруженной и выступающей части термометра. Класс точности 0,01÷2,5.

2. Биметаллические (основаны на расширении твердых тел). Два металла с разными температурными коэффициентами расширения.

Термометры дилатометрические, в которых о температуре судят по удлинению различных материалов при изменении температуры. В ряде случаев датчиком служит пластинка, изготовленная из двух металлов с разными температурными коэффициентами расширения и изгибающаяся при нагревании или охлаждении.

Пределы измерений -40°С÷400°С. Класс точности ± 5 %.

Дилатометрическое реле температуры основано на разных удлинениях наружной трубки и стержня.

 

 

 

clip_image153

 

 

3. Манометрические термометры

 

Действие манометрических термометров основано на свойстве изменения давления вещества в замкнутом объёме под действием температуры. Замкнутая измерительная система манометрического термометра (рис. 3.1) состоит из чувствительного элемента, воспринимающего температуру измеряемой среды – металлического термобаллона 1, рабочего манометра 2 для измерения давления в системе, длинного соединительного металлического капилляра 3.

 

Наиболее распространены газовые - пределы измерений - 60÷550°С, погрешность за счет различных температур баллона и манометрического приемника, от начального давления и т.д., класс точности 2.

 

 

 clip_image157

 

 

4. Термоэлектрические термометры (используется термоэлектрический эффект), на рисунке ниже представлена термопара ЭДС, возникшая в цепи из двух разнородных проводников, является суммой четырех ЭДС.

1.     Возникает в спае с высокой температурой  } за счет диффузных

2.     Возникает в спае с низкой температурой } свободных элементов

3.В двух однородных проводниках при нагревании } за счет большой концентрации

4.одного конца и охлаждении другого } свободных электронов
Эти эффекты возникают одновременно и различить их невозможно.
Е = К (
t - t0) [мв] - зависит от материала и температуры

Два разнородных проводника, образующих термоэлектрическую цепь, называются термопарой.

К рисунку сверху вниз: компенсационные провода, холодный спай, горячий спай.

В точках подключения третьего проводника образуется также термо ЭДС, но при малых температурах они компенсируют друг друга. При градуировке t0 =0°С, а поэтому при практике использования необходимо вводить поправку, существующей напр. Таблицы. Термопары можно изготовить из требований к материалу.

1.   Стойкость к t;2.Постоянство ТЭДС;3.Линейная зависимость ТЭДС от температуры с большим коэффициентом. 4.Взаимозаменяемость и дешевизна.

Платинородий-платина до 1600 °С, хромель-алюминевая (ХА) 50-1300°С; хромель-копель (ХК) 50-800°С

Конструкция

clip_image159

 

Основан на уравновешивании (компенсации) измеряемой ЭДС известной радостью потенциалов

 

Вы здесь: Home Автоматизация Ответы на билеты к экзамену по курсу АПП нефтегазовой промышленности