Термоэлектрлік пирометрлер

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

М. Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті

Сәулет, құрылыс және көлік факультеті

Технологиялық процестерді және өндірістерді автоматтандырудың негіздері кафедрасы

РЕФЕРАТ

Тақырыбы: Термоэлекторлық термометрлер. Термопара.

Орындаған: Кеңесбек Ұ.

Тобы: СМ-18-8КЗ

Қабылдаған: Ахметова К.

Шымкент-2020

Термоэлекторлық термометрлер. Термопара .

1821 ж неміс физигі Томас Иоган Зеебек әр түрлі өткізгіштегі тізбектің байланысы электрлік тізбегінде ТЭҚК пайда болуын ашты. Температура деп дененің қызу дәрежесін сипаттайтын физикалық шаманы айтады. Жалпы алғанда барлық технологиялық процестер мен заттың әртүрлі қасиеттері температураға тәуелді.

Температураның ұзындық, масса және т. б. физикалық шамалардан айырмашылығы, ол экстентивті (параметрлі) емес, интенсивті (активті) шама болып табылады.

Интенсивті шама болып табылатын температура мұндай аддитивті қасиетке ие болмайды, яғни термикалық тепе-теңдікте орналасқан жүйенің кез-келген микроскопикалық бөлігінің температуралары бірдей болады. Сондықтан экстенсивті шамалардың эталондарын құруға ұқсас температураның эталондарын құру мүмкін емес. Температураны тікелей өлшеуге жүгінетін дененің физикалық қасиеттерінің температурасына тәуелділігіне негізделе отырып, тек жанама жолмен өлшейді. Дененің мұндай қасиеттері термометриялық деп аталады. Оларға ұзындықты, көлемді, тығыздықты, термоЭҚК-ні, электр кедергісін және т. б. жатқызамыз. Термометриялық қасиеттермен сипатталатын заттар термометриялық заттар деп аталады. Температураны өлшеу құралдарын термометрлер деп атайды. Термометрді құру үшін температуралық шкала қажет.

Термоэлектрлік термометр әртекті екі материалдан дәнекерленген, бір өткізгішінің үзілісіне милливольтметр енгізілген тізбекті құрайды.

Әртекті екі металлдан жасалған 1 және 2 өткізгіштер ұштары А, Б түйіндерінде дәнекерленген. Өлшеу кезінде түйіннің біреуінің (мысалы, А) температурасы тұрақты ұсталып ( t=0 ° С -де еріп жатқан мұзы бар Дьюар ыдысына салынады), екінші ұшы (В) температурасы өлшенетін денеге жабыстырылады (не салынады) . Осындай термометрлердің сұйықтық термометрлерден бір айырмашылығы, термоқосақпен өте жоғары немесе өте төмен температураны өлшеуге болады, оның үстіне бұл термометрлер өте сезгіш келеді. Жаңадан жасалған термоэлектрлік термометрді температураны өлшеуге қолдану үшін алдыменен оны өлшемдеу керек, яғни екі түйін температураларының айырмасы мен түйіндер арасында туындайтын т. э. қ. к. арасындағы тәуелділікті табу керек. Өлшемдеу кезінде температура мәні күні бұрын белгілі реперлік нүктелер: мұздың еру, судың қайнау, таза металлдардың балқу температуралары т. т. пайданылады. Өлшемдеу кезінде термометрдің бір түйіні еріп жатқан мұзсалынған Дьюар ыдысында термостатталады да (түйіннің температурасы тұрақты боп қалады), екінші түйін кезегімен температуралары белгілі ортаға салынады. Термоэлектрлік термометрмен температураны дәлірек өлшеу үшін тізбектегі токты өлшегеннен гөрі тізбектегі электр қозғаушы күшті өлшеген дұрыс болады. Өйткені, т. э. қ. к. шамасы түйінді құрайтын металл өткізгіштер тегі мен түйіндер температурасымен ғана анықталса, электр тогы, мұның үстіне, өлшеуіш құралдар, жалғау сымдар кедергілеріне және түйіндердің ішкі кедергісіне тәуелді болады.

Термоэлектрлік түрлендiргiштер.

Термоэлектрлік пирометрлер. Өзгеру функциясы. Өлшеу қателiгi

Егер А және В екі түрлі өткізгіштер (немесе жартылай өткізгіштер) тізбегін алсақ, олардың температураларын бір жерінде басқа жеріне қарағанда өзгеше етіп алсақ тізбекте термо электр қозғаушы күші (термо ЭҚК) деп аталатын ЭҚК пайда болады. Ол өткізгіштерді қосқан жерлеріндегі температуралар функциясының айырмасы болып табылады.

Е _АВ (t ₁ , t ₀ ) = f (t ₁ ) - f (t ₀ ) (13. 1)

Бұл тізбек термоэлектрлік түрлендіргіш немесе терможұп; терможұпты құраушы өткізгіштер - жылуэлектродар, оларды қосылған жері - түйін деп аталады.

Терможұпты температураны өлшеу үшін қолдануға болады. Егер терможұптың бір дәнекерленген жерін t1 температуралық ортаға орналастырса, ал басқа дәнекерленген жердің температурасын f(t ₀ ) = const тұрақты ұстасақ, онда

Е _АВ = (t ₁ , t ₀ ) =f(t ₁ ) - f(t ₀ ) = f ₁ (t ₁ ) . (13. 2)

Соңғы өрнек жылужұптардың көмегімен температураны өлшеуге негізделген.

Сайып келгенде, жылу жұптың кiріс шамасы жұмыс дәнекерленген жерiнiң t ₁ дiң температурасы, ал шығыс шамасы - термоЭҚК болып табылады.

Температураны өлшеуге арналған терможұп пен өлшеуіштің қосындысынан тұратын құрал термометрлік пирометрлер деп аталады.

Өлшеуішті терможұп тізбегіне 2 схема бойынша қосуға болады (32-шi сурет, б және в), ал терможуп тізбегінің қөрсеткішке қосқанда термоЭҚК-ні өзгертпеу үшін қосқан жерлердің температуралары бірдей болуы керек.

32-сурет. Термоэлектрлік түрлендiргiштер

1100 ˚С-қа дейінгі температураны өлшеу үшін бағалы емес металлдардан жасалған жылу жұпты пайдаланады, 1100 . . . 1600-ден жоғары температураларды - платина тобының бағалы металлдарынан жасалған жылу жұптары, 1600-ден жоғары температуралардың өлшемi үшiн - (вольфрам - молибден) ыстыққа табанды материалдардан жылу жұбы қолданылады. Термоэдс бағыты жылу электродтар ретiнде қолданылатын материалдардың қасиетінен тәуелдi болады. Терможұптың жұмыс дәнекерленген жері бойынша өтетін токпен бағытталса оң деп аталады.

Терможұптарды құрастырғанда платинамен оң, ал басқасымен теріс термоЭҚК-ін пайдаланіға тырысады Сонымен бiрге (орта, температураның жылу электроды және тағы басқа да әсерлер) өлшемнiң осы шарттарына қолдану үшiн электродтың пайдаға асу-аспауын да ескеру қажет.

Термоэлектрлік түрлендiргiштердiң қателiгi және оларды түзету әдiстерi. Терможұптың жұмыс істемейтін дәнекерінің температурасының өзгеруімен шартталған қателiк. Мұндай температурада терможұптардың градуировкасы 0-ге тең болады. Егер жұмыс жасамайтын дәнекерленген жерлердiң температурасы 0-ден айырмашылығы болса, бұл өлшеу қателiгiнiң пайда болуын шақырады. Мұны болдырмас үшін жұмыс жасамайтын дәнекерленген жерлер еритiн мұзы бар ванналарда термостатирлейдi, яғни t= 0 С. мұндай әдiс жиі қолданылмайды. Ол үшін температура уақыт бойынша тұрақты болуы керек немесе айналадағы орта температурасымен бірге баяу өзгеріп отыруы тиіс. Термостаттау кейде жыл бойы температура тұрақтылығын сақтайтын жерде жеткілікті тереңдікте немесе сынаптық термометрі және ұзартқыш және мыс сымдар енгізетін 2 штуцермен жаьдықталған жылулық оқшауланған шомбал қорабына орналастырылу арқылы жүзеге асырылады. Үлкен жылу инерциясы бар қорап сыртқы температураның өзгерісіне өте баяу әсер етеді.

Жұмыс істемейтін дәнекерленген жердің температурасын тұрақтандыратын ең тиімді әдіс - электрлік қыздыру арқылы термостаттау болып табылады.

Жасауда да, сымды жасауда да жылу жұп электродтарындағы бiртектi еместiктер оның деформациясы жылу жұп салдарынан пайда бола алады. Паразиттiк термоэдстар, Ки және жылу жұптың проволосы жасау пайда болған бiртектi еместiктермен ные шартталған бөлiктеудiң жанында есепке алынады. Жылу жұпта бөлiктеуден кейiн пайда болған бiртектi еместiктер сти өлшемде қатерек шақырады.

Термоэлектрлік пирометрлер

Температураны өлшеуде сәулелік қыздырылған денлерді қолданатын пирометрлер көп қолданылады. Мұндай пирометрлерге радиациялық, оптикалық және гул жапырақшалық пирометрлер жатады.

Радиациялық пирометрлер. Радиациялық пирометрдiң құрылымы 33-шi сурет көрсетілген.

Зерттелетiн объекттiң сәуле шығаруы платина күйесімен южабылған платина жапырқашаларына 3 дәнекрленген жылубатареяларының S жұмыс аяқтарындағы диафрагма 2 арқылы объективпен шоғырланады. (33-шi сурет қара) сәулелерді жақсы жұтуына оған түскен сәулелердің 98-99% пайызының жапырақшамен жұтылғанын айтуға болады. Жапырақшалы жылубатареясы әйнек қорапқа салынады. Экран 4 жылубатареясын механикалық зақымдаулардан және жұмыс жағдайна қарай температурасы өзгеретін телескоп қабырғаларынан таралатын сәулеленуден қорғайды.

33 -сурет. Радиациалық пирометр (а) және жапырақша (б)

1 - объектив; 2 - диафрагма; 3 - жапырақша; 4 - экран;

5 - қызыл әйнек; 6-окуляр

Жоғары температураларды өлшегенде көзді қорғау үшін көру өрісінде окулярдың алдына қызыл әйнек 3 орнатылады. Сілтеу жапырақша өлшеу объектісінің бейнесімен толық жабылғанда жүзеге асады, сол кезде окулярда шашыраған беттің жарқырауымен қоршалған жапырақша көрінеді (33-шi сурет қарар едi) . Дұрыс орнату үшін сәулелену көзінің диаметрінің телескоп пен сәулеленуші арасындағы қашықтыққа қатынасы шамамен 1/15-ке тең болу керек.

Жапырқшаның ең жоғары қыздыру температурасы 250 °С-ке тең болуы керек, өйткені өте жоғары температурада қарасы коагулирленеді де сұрланады. Мұндай пирометрді өошеу шегі 900 . . . 1800 °С құрайды.

Радиациялық пирометрлер келесi қателіктерге ие болады:

• сәулеленудің толықсыздығынан қателiк, өйткені пирометрлер әдетте абсолюттi қара дененiң сәулеленуі бөлiктейдi, сондықтан олардың көрсеткіштері өлшеу объектісінің шынайы температурасынынан аз болады. Демек, радиациялық пирометрлер бір температурада объектінің сәулелену қуаты абсолютті қара дененің сәулелену қуатынан айырмашылығы аз болған кезде ғана мүмкін. саңылаулары мен терезелері шағын пештердің көпшілігі осы шартты қанағаттандырады;

• пирометрдiң телескобы және сәуле таратқыштың аралығында аралық ортада мерзiмдi жұтуымен шартталған қателік. Бұл қателік өте үлкен шамаға ие болады, әсіресе ауа аралық ортада ластанса (шаң-тозаң, түтін, көмiрқышқыл газ және тағы басқалар) . Қателік есептеуге келмейдi;

• пирометр мен сәуле таратқыш арасындағы қашықтықтың өзгеруінің қателігі

Температураны өлшеу үшін құрылғылар мен механизмдердің алуан түрі бар. Олардың кейбіреулері кейбір күнделікті өмірде қолданылады - физикалық зерттеулер түрлі, өндірістік процестер мен басқа да салаларда.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.